厚度效應(yīng)誘導(dǎo)鎂鋅鈣非晶合金薄膜的結(jié)構(gòu)演化
發(fā)布時間:2020-12-19 22:02
近年來,MgZnCa非晶合金引起了大量關(guān)注。一方面是因為其媲美于人體骨骼的一系列參數(shù),如其楊氏模量大約在20-30 GPa、剪切模量大約在9-14 GPa。另一方面得益于其中Mg和Ca(密度范圍1.6—2.4g/cm3)兩種輕金屬元素在人體中具有優(yōu)異的生物相容性,使其在生物材料領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。例如,Mg基非晶合金薄膜(TFMGs)可以沉積在鎂合金表面,植入人體后可以顯著的改善鎂合金的生物降解性。而且在機體愈合期間,Mg基非晶合金涂層還會阻礙皮下氣泡的產(chǎn)生。此外,其獨特的力學(xué)性能也可以應(yīng)用在在微型機電系統(tǒng)(MEMS)中。由于塊體非晶合金存在尺寸極限和與脆性材料相似的力學(xué)性能,極大的限制了其應(yīng)用。最近的研究發(fā)現(xiàn)非晶合金存在尺寸效應(yīng),即當(dāng)其尺寸減小到納米尺度時,它的變形模式由局域的剪切帶變形轉(zhuǎn)換為均勻一致的塑性變形并帶來力學(xué)性能的極大改善。近年來,非晶合金薄膜(TFMGs)逐漸被研究者所注意。本文對Mg基TFMGs的結(jié)構(gòu)和形貌等進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究,得到以下主要成果。(1)本文使用原子力探針顯微鏡(AFM)和掃描電子顯微鏡(SEM)對一系列厚度的Mg基TFMGs的表面形貌和橫截面形貌進(jìn)行了...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?SP丨3800N型原子力顯微鏡全貌及樣品臺
SEM可以達(dá)到1?rnn以上的分辨率。在常規(guī)SEM中,祥品測試需要??在高真空的環(huán)境中操作。??本文釆用Zeiss?Supra?55掃描電子顯微鏡,如圖1.2所示。??丨..?Gemir???j?廣??r?ii?■??圖1.2?Zeiss?Supra?55掃描電子顯微鏡。??Fig.?1.2?The?panorama?image?of?Zeiss?Supra-55?scanning?electron?microscope.??最常見的SEM模式是檢測由電子束激發(fā)原子所產(chǎn)生的二次電子。二次電子??的數(shù)量取決于樣品的形貌,通過掃描樣品得到二次電子并通過特殊檢測器收集,??可以用來創(chuàng)建樣品表面形貌的圖像。能量色散光譜(EDS)是用于元素分析或樣品??化學(xué)表征的分析技術(shù)。其表征能力在很大程度上歸因于每個元素具有獨特的原子??結(jié)構(gòu)(其在電磁發(fā)射光譜上有獨特的峰結(jié)構(gòu))。諸如電子或質(zhì)子集合的高能量束或??X射線束聚焦在被研究的樣品上可以激發(fā)特征X射線的發(fā)射。其原理是,原子??核周圍包含未激發(fā)的電子,入射光束打到未激發(fā)的電子上,電子溢出的同時在原??位置產(chǎn)生電子空穴。隨后,來自原子外部較高能量的電子填充該位置并且其多余??的能量以X射線的形式被釋放。特征X射線可以通過能量色散光譜儀來測量。??8??
在X射線波段的材料的折射率略小于1。如果空氣和材料間的界面非常平??整,當(dāng)X射線由空氣進(jìn)入介質(zhì)時,產(chǎn)生折射光的方向與可見光的情況完全不同??(如圖1.3所示),只要掠入射角(a)足夠小,就可以形成全反射,全反射對應(yīng)的??括入射角稱為臨界角ac,由于折射角略小于1,臨界角一般小于0.5°。??⑻?(b)??n>l?n<l??圖1.3材料折射率(a)n>l和(b)n<l兩種情況下光折射方向?qū)Ρ取??Fig.?1.3?Comparison?of?the?directions?of?refracted?light?rays?in?the?case?of?(a)n>l?and?(b)n<l.??10??
本文編號:2926648
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?SP丨3800N型原子力顯微鏡全貌及樣品臺
SEM可以達(dá)到1?rnn以上的分辨率。在常規(guī)SEM中,祥品測試需要??在高真空的環(huán)境中操作。??本文釆用Zeiss?Supra?55掃描電子顯微鏡,如圖1.2所示。??丨..?Gemir???j?廣??r?ii?■??圖1.2?Zeiss?Supra?55掃描電子顯微鏡。??Fig.?1.2?The?panorama?image?of?Zeiss?Supra-55?scanning?electron?microscope.??最常見的SEM模式是檢測由電子束激發(fā)原子所產(chǎn)生的二次電子。二次電子??的數(shù)量取決于樣品的形貌,通過掃描樣品得到二次電子并通過特殊檢測器收集,??可以用來創(chuàng)建樣品表面形貌的圖像。能量色散光譜(EDS)是用于元素分析或樣品??化學(xué)表征的分析技術(shù)。其表征能力在很大程度上歸因于每個元素具有獨特的原子??結(jié)構(gòu)(其在電磁發(fā)射光譜上有獨特的峰結(jié)構(gòu))。諸如電子或質(zhì)子集合的高能量束或??X射線束聚焦在被研究的樣品上可以激發(fā)特征X射線的發(fā)射。其原理是,原子??核周圍包含未激發(fā)的電子,入射光束打到未激發(fā)的電子上,電子溢出的同時在原??位置產(chǎn)生電子空穴。隨后,來自原子外部較高能量的電子填充該位置并且其多余??的能量以X射線的形式被釋放。特征X射線可以通過能量色散光譜儀來測量。??8??
在X射線波段的材料的折射率略小于1。如果空氣和材料間的界面非常平??整,當(dāng)X射線由空氣進(jìn)入介質(zhì)時,產(chǎn)生折射光的方向與可見光的情況完全不同??(如圖1.3所示),只要掠入射角(a)足夠小,就可以形成全反射,全反射對應(yīng)的??括入射角稱為臨界角ac,由于折射角略小于1,臨界角一般小于0.5°。??⑻?(b)??n>l?n<l??圖1.3材料折射率(a)n>l和(b)n<l兩種情況下光折射方向?qū)Ρ取??Fig.?1.3?Comparison?of?the?directions?of?refracted?light?rays?in?the?case?of?(a)n>l?and?(b)n<l.??10??
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