本文關(guān)鍵詞：磁控濺射法制備高熵合金薄膜及組織與性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高熵合金是以五種及以上金屬、非金屬元素按照等摩爾或者接近等摩爾比,制備的一種新型多主元、高混合熵合金。高混合熵的存在,使高熵合金具有簡(jiǎn)單的晶體結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的力學(xué)性能、較高的穩(wěn)定性以及良好的耐腐蝕性能,被視為未來最有發(fā)展?jié)摿Φ男滦徒Y(jié)構(gòu)材料之一。良好的力學(xué)以及耐腐蝕性能,為高熵合金薄膜的制備與研究提供了鍥入點(diǎn)。因此本文采用磁控濺射技術(shù),成功制備出Fe Al Co Cu Cr Mn以及Fe Al Co Cu Ni V高熵合金薄膜。通過XRD、FESEM、極化曲線、納米壓痕等分析方法,對(duì)高熵合金薄膜的組織結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究,探究濺射時(shí)間和濺射功率對(duì)高熵合金薄膜的組織結(jié)構(gòu)與性能的影響,并得到如下研究結(jié)果:(1)Fe Al Co Cu Cr Mn高熵合金薄膜:隨著濺射時(shí)間和濺射功率的增加,合金薄膜由非晶結(jié)構(gòu)向單一FCC固溶體結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變。濺射時(shí)間的增加能促進(jìn)非晶結(jié)構(gòu)向晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,最終形成平整、致密的合金薄膜;濺射功率的增加促進(jìn)晶粒尺寸從幾十納米生長(zhǎng)到200nm左右。合金薄膜厚度隨兩變量的增加呈線性增加,在150W-60min時(shí)達(dá)到最大值2.694μm。(2)Fe Al Co Cu Cr Mn高熵合金薄膜性能:納米壓痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,合金薄膜的硬度和楊氏模量隨濺射時(shí)間和濺射功率的增加而增加,在150W-60min時(shí)分別達(dá)到最大值19.6225 GPa、227.2682 GPa,高熵合金薄膜在力學(xué)性能上要優(yōu)于一些傳統(tǒng)合金薄膜。由于組織的均勻無偏析,以及細(xì)晶效應(yīng),Fe Al Co Cu Cr Mn高熵合金薄膜在3.5%Na Cl、5%Na OH、10%H2SO4溶液中的耐腐蝕性能要優(yōu)于201不銹鋼。(3)Fe Al Co Cu Ni V高熵合金薄膜:濺射時(shí)間和濺射功率的增高有助于晶體結(jié)晶能力增強(qiáng),最終形成簡(jiǎn)單的FCC或FCC與BCC固溶體結(jié)構(gòu)。濺射時(shí)間的增加使晶粒尺寸變大,薄膜致密度降低;隨著濺射功率增加,晶粒尺寸增大,薄膜致密度得到提升。合金薄膜厚度隨兩變量的增加呈線性增加,在150W-60min時(shí)達(dá)到最大值2.688μm。(4)Fe Al Co Cu Ni V高熵合金薄膜性能分析:合金薄膜的硬度和楊氏模量隨著濺射時(shí)間的增大,先增大后減小,在150W-20min時(shí),硬度和楊氏模量分別達(dá)到最大值19.73817GPa、189.389 GPa。在3.5%Na Cl、5%Na OH和10%H2SO4腐蝕溶液中,Fe Al Co Cu Ni V高熵合金薄膜的耐腐蝕性能優(yōu)于201不銹鋼。
【關(guān)鍵詞】：高熵合金 磁控濺射 薄膜 組織結(jié)構(gòu) 性能
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG139;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 引言9
• 1.2 高熵合金的定義9-11
• 1.3 高熵合金的特點(diǎn)11-13
• 1.4 高熵合金研究現(xiàn)狀13-18
• 1.5 高熵合金及其薄膜的應(yīng)用前景18-19
• 1.6 磁控濺射技術(shù)19-20
• 1.6.1 磁控濺射技術(shù)原理19-20
• 1.6.2 磁控濺射技術(shù)的特點(diǎn)20
• 1.7 本文研究?jī)?nèi)容20-23
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法23-29
• 2.1 引言23-24
• 2.2 合金元素的選擇24
• 2.3 高熵合金鑄錠的制備24-25
• 2.4 高熵合金靶材的制備25-26
• 2.5 高熵合金薄膜的制備26-27
• 2.6 高熵合金薄膜的組織與性能測(cè)試27-29
• 第3章 FeAlCoCuCrMn高熵合金薄膜組織與性能29-43
• 3.1 引言29-30
• 3.2 高熵合金靶材的晶體結(jié)構(gòu)30-31
• 3.3 濺射時(shí)間對(duì)高熵合金薄膜組織與性能的影響31-36
• 3.3.1 薄膜的晶體結(jié)構(gòu)31-32
• 3.3.2 薄膜的形貌32-34
• 3.3.3 薄膜的力學(xué)性能34
• 3.3.4 薄膜的耐腐蝕性能34-36
• 3.4 濺射功率對(duì)高熵合金薄膜組織與性能的影響36-41
• 3.4.1 薄膜的晶體結(jié)構(gòu)36-37
• 3.4.2 薄膜的形貌37-39
• 3.4.3 薄膜的力學(xué)性能39
• 3.4.4 薄膜的耐腐蝕性能39-41
• 3.5 小結(jié)41-43
• 第4章 FeAlCoCuNiV高熵合金薄膜組織與性能43-57
• 4.1 引言43-44
• 4.2 高熵合金靶材的晶體結(jié)構(gòu)44-45
• 4.3 濺射時(shí)間對(duì)高熵合金薄膜組織與性能的影響45-50
• 4.3.1 薄膜的晶體結(jié)構(gòu)45-46
• 4.3.2 薄膜的形貌46-48
• 4.3.3 薄膜的力學(xué)性能48
• 4.3.4 薄膜的耐腐蝕性能48-50
• 4.4 濺射功率對(duì)高熵合金薄膜組織與性能的影響50-54
• 4.4.1 薄膜的晶體結(jié)構(gòu)50-51
• 4.4.2 薄膜的形貌51-52
• 4.4.3 薄膜的力學(xué)性能52-53
• 4.4.4 薄膜的耐腐蝕性能53-54
• 4.5 小結(jié)54-57
• 第5章 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表及待發(fā)表的論文65-66
• 致謝66

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1 張軒雄;陳W，

本文編號(hào)：345317