本文關鍵詞：Mg-Al復合薄膜的制備與性能的研究

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【摘要】：Z-箍縮(Z-pinch)是載流等離子體中出現(xiàn)的一種自約束現(xiàn)象,其在內(nèi)爆動力學、輻射脈沖整形等方面有著廣泛的應用。Mg-Al合金絲構成絲陣負載在Z箍縮實驗裝置中有著重要應用。在箍縮實驗中,當Mg含量大于10%wt,可通過測量Mg的Kα譜線,得到豐富的動態(tài)物理信息。在Mg-Al合金制備方面,常規(guī)冶煉方法難以獲得Mg含量大于10%wt的Al基固溶體及制備出相應的Mg-Al合金絲。但采用真空熱蒸發(fā)技術在超細鋁絲表面原位包覆金屬鎂有可能實現(xiàn)這一要求,因此有必要開展Mg-Al復合薄膜制備與性能的研究。本文探索采用真空蒸發(fā)鍍膜的技術,在鋁表面鍍覆鎂薄膜和鋁薄膜,并對薄膜制備工藝進行研究、總結,優(yōu)化技術參數(shù),最終通過此技術制備Mg含量大于10%wt的Mg-Al合金絲,并對其進行退火處理。通過X射線衍射譜(XRD)和場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)等分析手段對薄膜進行表征,分析薄膜的形貌、抗氧化性能和合金絲退火前后的變化。主要的研究結果和結論如下:(1)采用真空蒸發(fā)鍍膜技術,通過不斷地調(diào)試鍍膜技術參數(shù)最終成功的在基底上鍍覆了所需要的鎂薄膜、鋁薄膜和Mg-Al復合薄膜。(2)薄膜物相(XRD)測試表明鋁薄膜呈(111)密排面的擇優(yōu)取向,鎂薄膜呈(110)密排面的擇優(yōu)取向。從表面形貌上看,鋁薄膜表面呈現(xiàn)出類似于點狀的小平面結構,并且層與層之間排列特別緊湊;鎂薄膜表面呈現(xiàn)出類似于花瓣的片狀結構,并且片狀結構的層與層之間排列特別疏松、空隙特別大;Mg-Al復合薄膜的形貌和單層薄膜相比有所變化,與單純的Al薄膜表面相比復合薄膜表面不再那么的平整,有高低起伏現(xiàn)象;從復合薄膜截面上可以觀測到Mg-Al復合薄膜中鎂薄膜已被鋁薄膜完全覆蓋,并且兩層薄膜之間有明顯的分界線。(3)Mg-Al復合薄膜在一定的環(huán)境(25℃,相對濕度75%)下的氧化情況顯示:最外層致密的鋁薄膜對鎂薄膜起到了很好的防氧化作用。(4)將探索的鍍膜技術應用在直徑為18um的超細鋁絲上,獲得了Mg含量大于10%wt,直徑為19.5um左右Mg-Al合金絲。(5)對鍍膜后的鋁絲在350℃的真空條件下,進行退火處理,退火后合金絲的斷裂力和伸長率有所增加,強度有所減小。
【關鍵詞】：真空蒸發(fā) Mg-Al復合薄膜 抗氧化性能 退火
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 鎂、鋁薄膜的應用和研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 鎂薄膜的應用和研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 鋁薄膜的應用和研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 薄膜制備方法12-17
• 1.3.1 薄膜制備方法的介紹12-13
• 1.3.2 真空蒸發(fā)鍍膜法13
• 1.3.3 真空蒸發(fā)鍍膜法的工作過程和基本原理13-15
• 1.3.4 真空蒸發(fā)速度的影響因素15
• 1.3.5 蒸發(fā)源的類型15-17
• 1.4 本文的工作目的和內(nèi)容17-19
• 1.4.1 本文的工作目的17-18
• 1.4.2 本文的研究的內(nèi)容18-19
• 2 實驗設備和實驗過程19-22
• 2.1 實驗設備19-20
• 2.2 蒸發(fā)源和蒸發(fā)材料的選取20
• 2.2.1 蒸發(fā)源的選取和制備20
• 2.2.2 蒸發(fā)材料的選取20
• 2.3 薄膜性能的分析測試20-22
• 2.3.1 物相分析20-21
• 2.3.2 薄膜表面形貌及成分分析21
• 2.3.3 薄膜厚度的測試21
• 2.3.4 薄膜的退火處理21
• 2.3.5 鍍膜鋁絲拉伸強度的測試21-22
• 3 真空蒸發(fā)制備薄膜工藝的探索22-37
• 3.1 蒸鍍Mg薄 膜的前期準備22-23
• 3.1.1 蒸發(fā)材料的制備和處理22-23
• 3.1.2 基底與蒸發(fā)源的選擇和處理23
• 3.2 Mg薄 膜制備工藝的探索23-25
• 3.2.1 鋁片上蒸鍍鎂薄膜23-24
• 3.2.2 蒸鍍鎂薄膜實驗結果24
• 3.2.3 蒸鍍工藝的改進24
• 3.2.4 改進后實驗結果24
• 3.2.5 成功蒸鍍鎂薄膜實驗總結24-25
• 3.3 Al薄 膜制備工藝的探索25-27
• 3.3.1 基底與蒸發(fā)源的選擇和處理25
• 3.3.2 鋁薄膜的蒸鍍實驗25-26
• 3.3.3 蒸鍍鋁薄膜的實驗結果和分析26-27
• 3.3.4 成功蒸鍍鋁薄膜實驗總結27
• 3.4 鎂薄膜厚度和鎂蒸發(fā)量之間的關系27-31
• 3.4.1 真空蒸發(fā)鍍膜膜厚的理論分布27-28
• 3.4.2 薄膜厚度的實驗研究28-31
• 3.5 鎂鋁復合薄膜的制備實驗31
• 3.6 Al絲 包覆 10wt%金 屬鎂的工藝研究31-36
• 3.6.1 實驗前處理31-32
• 3.6.2 制備Al絲 包覆 10wt%金 屬鎂薄膜的初步實驗32
• 3.6.3 實驗結果和分析32-33
• 3.6.4 改進后實驗結果和分析33-34
• 3.6.5 探索鋁絲上薄膜厚度與蒸發(fā)量之間的關系34-36
• 3.7 Al絲 上鍍覆鎂鋁復合薄膜的工藝總結36
• 3.8 本章小結36-37
• 4 薄膜的物相和表面形貌37-55
• 4.1 薄膜的X射 線衍射分析37-39
• 4.2 薄膜的表面形貌分析39-44
• 4.2.1 鋁平面和鋁絲上鎂薄膜的形貌39-40
• 4.2.2 鋁平面和鋁絲上鋁薄膜的形貌40-41
• 4.2.3 不同厚度下鋁薄膜的表面形貌41-42
• 4.2.4 鋁平面和鋁絲上鎂鋁復合薄膜的形貌42-43
• 4.2.5 薄膜的截面形貌43-44
• 4.3 薄膜的氧化性能分析44-49
• 4.3.1 鋁平面和鋁絲上鎂薄膜的氧化情況分析44-46
• 4.3.2 鋁平面和鋁絲上鋁薄膜的氧化情況分析46-48
• 4.3.3 鎂鋁復合薄膜的防氧化情況分析48-49
• 4.4 不同退火溫度對薄膜形貌的影響49-51
• 4.4.1 退火對鎂薄膜形貌的影響49-50
• 4.4.2 退火對鎂鋁復合薄膜形貌的影響50-51
• 4.5 退火對合金絲性能的影響51-54
• 4.5.1 退火前后合金絲的形貌對比51-52
• 4.5.2 退火前后絲陣上薄膜氧化性能的變化52-53
• 4.5.3 退火前后鋁絲強度的變化53-54
• 4.6 本章小結54-55
• 結論55-57
• 致謝57-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文63

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本文編號：521532