铌离子注入改善铝表面的力学性能

摘要

利用金属蒸气真空弧离子源 ,将大束流Nb离子注入到铝中 ,改善了铝表面的力学性能。在离子注入过程中直接形成了金属间化合物Al3Nb。金属间化合物的形成与离子注入的剂量有关。当Nb离子剂量达到 3× 10 17ions/cm2 时 ,Al3Nb相开始形成。随着注入剂量的增加 ,Al3Nb结晶的质量变好 ,当Nb离子剂量达到 8× 10 17ions/cm2 时 ,在铝的表面形成了约 2 0 0nm厚的金属化合物。随着注入剂量的增加 ,铝表面的硬度和弹性模量显著提高。当Nb离子剂量达到 8× 10 17ions/cm2 时 ,铝表面的硬度约为未注入样品的 3倍 ,铝表面的弹性模量约是未注入样品的 3倍。