应变率对Ag/Co多层膜硬度的影响及塑性变形不稳定性研究

摘要

周期结构对多层膜硬度和弹性模量的影响已有比较深入的研究,而对多层膜塑性变形特征和机理的研究还少有报道.本文采用直流磁控溅射制备了周期Λ为10 nm,20 nm,40 nm,60 nm的Ag/Co多层膜,X射线衍射表明薄膜均为Ag(111)和Co(002)织构的多晶结构,且具有很好的周期性.采用纳米压入连续刚度法在四种加载应变速率(0.025 s-1,0.05 s-1,0.1 s-1,0.5 s-1)下分别测试了不同周期薄膜的硬度,结果表明硬度随应变速率的变大而增大,且随周期的变大硬度变化随应变速率的变化更加敏感.纳米压入的载荷-位移曲线出现明显的不连续突变,压痕形貌周围有明显的剪切带,表明塑性变形的过程是不稳定的.