CuZr非晶的微结构和力学性能研究

摘要

为了研究非晶态金属内部结构与其力学性能的关系,本文采用磁控溅射法制备了2种不同原子组成的CuZr非晶薄膜（Cu55Zr45和Cu65Zr35）,并对其进行退火。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对退火前后非晶薄膜的结构进行表征,采用纳米压痕仪对非晶薄膜的力学性能进行测试,研究了非晶薄膜中自由体积含量和原子组成对其硬度、应变速率敏感性指数和剪切带变形形貌的影响。结果表明：在低于玻璃化温度Tg（约700K）时,退火会导致非晶薄膜的短程有序性增加,不同原子构成的非晶自由体积含量也明显不同,这2种不同的结构变化对非晶薄膜的力学性能具有不同的影响;非晶的应变速率敏感性取决于自由体积含量的多少,非晶在压痕变形过程中产生的剪切带数量则由短程有序的原子结构和自由体积共同决定;此外,在压痕下方会伴随有非晶晶化现象的发生。