磁控濺射法制備CoCrFeNi高熵合金薄膜及其組織性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-19 11:46
采用直流磁控濺射沉積技術(shù),制備了CoCrFeNi、(CoCrFeNi)Nx與CoCrFeNiSix系列高熵合金薄膜材料,使用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)等設(shè)備分析薄膜微觀結(jié)構(gòu),并對(duì)其硬度、電阻率、磁學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,研究制備工藝對(duì)薄膜微觀組織及形貌的影響,探討了高熵合金薄膜成分、組織與性能之間的關(guān)系。研究了濺射功率、基底偏壓對(duì)CoCrFeNi高熵合金薄膜的組織及性能的影響。結(jié)果表明CoCrFeNi薄膜在較低功率時(shí)為非晶結(jié)構(gòu),薄膜具有較高的電阻率,可達(dá)335μΩ?cm,薄膜飽和磁化強(qiáng)度最高可達(dá)361.93 emu/cm3;在較高功率下,薄膜會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閱我幻嫘牧⒎剑‵CC)結(jié)構(gòu);在基底偏壓作用下,CoCrFeNi薄膜會(huì)出現(xiàn)<111>擇優(yōu)取向。當(dāng)濺射功率為80 W、基底偏壓為-200 V時(shí),可制備出硬度高達(dá)11.6 GPa的CoCrFeNi薄膜。在CoCrFeNi薄膜濺射沉積過(guò)程中通入氮?dú)?制備出了(CoCrFeNi)Nx薄膜。研究氮流量比及基底偏壓對(duì)薄...
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 高熵合金概述
1.1.1 高熵合金的概念及特性
1.1.2 高熵合金的分類(lèi)及制備方法
1.2 高熵合金薄膜的研究現(xiàn)狀
1.3 磁控濺射技術(shù)
1.3.1 磁控濺射原理
1.3.2 磁控濺射分類(lèi)
1.3.3 磁控濺射的工藝參數(shù)
1.4 研究?jī)?nèi)容與意義
第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.1 試驗(yàn)研究路線
2.2 試驗(yàn)設(shè)備及沉積方法
2.3 試驗(yàn)原材料
2.3.1 基底材料
2.3.2 濺射氣體
2.3.3 濺射靶材
2.4 薄膜微觀組織結(jié)構(gòu)分析
2.4.1 薄膜厚度測(cè)試
2.4.2 薄膜形貌及成分分析
2.4.3 薄膜物相分析
2.5 薄膜性能測(cè)試
2.5.1 薄膜硬度測(cè)試
2.5.2 薄膜電阻率測(cè)試
2.5.3 薄膜磁學(xué)性能測(cè)試
第三章 CoCrFeNi高熵合金薄膜制備及組織性能研究
3.1 濺射功率對(duì)CoCrFeNi高熵合金薄膜的組織性能影響
3.1.1 CoCrFeNi薄膜制備參數(shù)及組成成分
3.1.2 不同濺射功率CoCrFeNi薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
3.1.3 不同濺射功率CoCrFeNi薄膜硬度
3.1.4 不同濺射功率CoCrFeNi薄膜電阻率
3.1.5 不同濺射功率CoCrFeNi薄膜磁學(xué)性能
3.2 基底偏壓對(duì)CoCrFeNi高熵合金薄膜的組織性能影響
3.2.1 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜制備參數(shù)及組成成分
3.2.2 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
3.2.3 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜硬度
3.2.4 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜電阻率
3.2.5 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜磁學(xué)性能
3.3 本章小結(jié)
x高熵合金薄膜的組織性能研究">第四章 (CoCrFeNi)Nx高熵合金薄膜的組織性能研究
x高熵合金薄膜組織性能的影響"> 4.1 氮流量比對(duì)(CoCrFeNi)Nx高熵合金薄膜組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 4.1.1 (CoCrFeNi)Nx薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 4.1.2 不同氮流量比(CoCrFeNi)Nx薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 4.1.3 不同氮流量比(CoCrFeNi)Nx薄膜硬度
x高熵合金薄膜的組織性能的影響"> 4.2 基底偏壓對(duì)(CoCrFeNi)Nx高熵合金薄膜的組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 4.2.1 (CoCrFeNi)Nx薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 4.2.2 不同基底偏壓(CoCrFeNi)Nx薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 4.2.3 不同基底偏壓(CoCrFeNi)Nx薄膜硬度
4.4 本章小結(jié)
x高熵合金薄膜的組織性能研究">第五章 CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的組織性能研究
x高熵合金薄膜組織性能的影響"> 5.1 Si含量對(duì)CoCrFeNiSix高熵合金薄膜組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 5.1.1 CoCrFeNiSix薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 5.1.2 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 5.1.3 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜電阻率"> 5.1.4 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜電阻率
x薄膜磁學(xué)性能"> 5.1.5 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜磁學(xué)性能
x高熵合金薄膜的組織性能的影響"> 5.2 濺射功率對(duì)CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 5.2.1 CoCrFeNiSix薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 5.2.2 不同濺射功率CoCrFeNiSix薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 5.2.3 不同濺射功率CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜電阻率"> 5.2.4 不同濺射功率CoCrFeNiSix薄膜電阻率
x薄膜磁學(xué)性能"> 5.2.5 不同濺射功率CoCrFeNiSix薄膜磁學(xué)性能
x高熵合金薄膜的組織性能的影響"> 5.3 基底偏壓對(duì)CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 5.3.1 CoCrFeNiSix薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 5.3.2 不同基底偏壓CoCrFeNiSix薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 5.3.3 不同基底偏壓CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜電阻率"> 5.3.4 不同基底偏壓CoCrFeNiSix薄膜電阻率
x薄膜磁學(xué)性能"> 5.3.5 不同基底偏壓CoCrFeNiSix薄膜磁學(xué)性能
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高熵合金制備及研究進(jìn)展[J]. 陳永星,朱勝,王曉明,杜文博,張垚. 材料工程. 2017(11)
[2]多主元高熵合金的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用展望[J]. 隋艷偉,陳霄,戚繼球,何業(yè)增,孫智. 功能材料. 2016(05)
[3]高熵合金熔覆涂層的研究進(jìn)展[J]. 霍文燚,時(shí)海芳,張競(jìng)元. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(23)
[4]非晶納米高熵合金薄膜Nd-Fe-Co-Ni-Mn的電化學(xué)制備及磁學(xué)性能[J]. 姚陳忠,馬會(huì)宣,童葉翔. 應(yīng)用化學(xué). 2011(10)
[5]Minor alloying behavior in bulk metallic glasses and high-entropy alloys[J]. ZHANG Yong,ZHOU YunJun,HUI XiDong,WANG MeiLing & CHEN GuoLiang State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China. Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy). 2008(04)
[6]納米壓痕技術(shù)理論基礎(chǔ)[J]. 黎明,溫詩(shī)鑄. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2003(03)
本文編號(hào):2986927
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 高熵合金概述
1.1.1 高熵合金的概念及特性
1.1.2 高熵合金的分類(lèi)及制備方法
1.2 高熵合金薄膜的研究現(xiàn)狀
1.3 磁控濺射技術(shù)
1.3.1 磁控濺射原理
1.3.2 磁控濺射分類(lèi)
1.3.3 磁控濺射的工藝參數(shù)
1.4 研究?jī)?nèi)容與意義
第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.1 試驗(yàn)研究路線
2.2 試驗(yàn)設(shè)備及沉積方法
2.3 試驗(yàn)原材料
2.3.1 基底材料
2.3.2 濺射氣體
2.3.3 濺射靶材
2.4 薄膜微觀組織結(jié)構(gòu)分析
2.4.1 薄膜厚度測(cè)試
2.4.2 薄膜形貌及成分分析
2.4.3 薄膜物相分析
2.5 薄膜性能測(cè)試
2.5.1 薄膜硬度測(cè)試
2.5.2 薄膜電阻率測(cè)試
2.5.3 薄膜磁學(xué)性能測(cè)試
第三章 CoCrFeNi高熵合金薄膜制備及組織性能研究
3.1 濺射功率對(duì)CoCrFeNi高熵合金薄膜的組織性能影響
3.1.1 CoCrFeNi薄膜制備參數(shù)及組成成分
3.1.2 不同濺射功率CoCrFeNi薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
3.1.3 不同濺射功率CoCrFeNi薄膜硬度
3.1.4 不同濺射功率CoCrFeNi薄膜電阻率
3.1.5 不同濺射功率CoCrFeNi薄膜磁學(xué)性能
3.2 基底偏壓對(duì)CoCrFeNi高熵合金薄膜的組織性能影響
3.2.1 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜制備參數(shù)及組成成分
3.2.2 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
3.2.3 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜硬度
3.2.4 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜電阻率
3.2.5 不同基底偏壓CoCrFeNi薄膜磁學(xué)性能
3.3 本章小結(jié)
x高熵合金薄膜的組織性能研究">第四章 (CoCrFeNi)Nx高熵合金薄膜的組織性能研究
x高熵合金薄膜組織性能的影響"> 4.1 氮流量比對(duì)(CoCrFeNi)Nx高熵合金薄膜組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 4.1.1 (CoCrFeNi)Nx薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 4.1.2 不同氮流量比(CoCrFeNi)Nx薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 4.1.3 不同氮流量比(CoCrFeNi)Nx薄膜硬度
x高熵合金薄膜的組織性能的影響"> 4.2 基底偏壓對(duì)(CoCrFeNi)Nx高熵合金薄膜的組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 4.2.1 (CoCrFeNi)Nx薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 4.2.2 不同基底偏壓(CoCrFeNi)Nx薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 4.2.3 不同基底偏壓(CoCrFeNi)Nx薄膜硬度
4.4 本章小結(jié)
x高熵合金薄膜的組織性能研究">第五章 CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的組織性能研究
x高熵合金薄膜組織性能的影響"> 5.1 Si含量對(duì)CoCrFeNiSix高熵合金薄膜組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 5.1.1 CoCrFeNiSix薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 5.1.2 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 5.1.3 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜電阻率"> 5.1.4 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜電阻率
x薄膜磁學(xué)性能"> 5.1.5 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜磁學(xué)性能
x高熵合金薄膜的組織性能的影響"> 5.2 濺射功率對(duì)CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 5.2.1 CoCrFeNiSix薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 5.2.2 不同濺射功率CoCrFeNiSix薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 5.2.3 不同濺射功率CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜電阻率"> 5.2.4 不同濺射功率CoCrFeNiSix薄膜電阻率
x薄膜磁學(xué)性能"> 5.2.5 不同濺射功率CoCrFeNiSix薄膜磁學(xué)性能
x高熵合金薄膜的組織性能的影響"> 5.3 基底偏壓對(duì)CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的組織性能的影響
x薄膜制備參數(shù)及組成成分"> 5.3.1 CoCrFeNiSix薄膜制備參數(shù)及組成成分
x薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌"> 5.3.2 不同基底偏壓CoCrFeNiSix薄膜物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌
x薄膜硬度"> 5.3.3 不同基底偏壓CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜電阻率"> 5.3.4 不同基底偏壓CoCrFeNiSix薄膜電阻率
x薄膜磁學(xué)性能"> 5.3.5 不同基底偏壓CoCrFeNiSix薄膜磁學(xué)性能
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高熵合金制備及研究進(jìn)展[J]. 陳永星,朱勝,王曉明,杜文博,張垚. 材料工程. 2017(11)
[2]多主元高熵合金的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用展望[J]. 隋艷偉,陳霄,戚繼球,何業(yè)增,孫智. 功能材料. 2016(05)
[3]高熵合金熔覆涂層的研究進(jìn)展[J]. 霍文燚,時(shí)海芳,張競(jìng)元. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(23)
[4]非晶納米高熵合金薄膜Nd-Fe-Co-Ni-Mn的電化學(xué)制備及磁學(xué)性能[J]. 姚陳忠,馬會(huì)宣,童葉翔. 應(yīng)用化學(xué). 2011(10)
[5]Minor alloying behavior in bulk metallic glasses and high-entropy alloys[J]. ZHANG Yong,ZHOU YunJun,HUI XiDong,WANG MeiLing & CHEN GuoLiang State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China. Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy). 2008(04)
[6]納米壓痕技術(shù)理論基礎(chǔ)[J]. 黎明,溫詩(shī)鑄. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2003(03)
本文編號(hào):2986927
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