TiBx/Al超过饱和固溶复合薄膜微结构的三维原子探针研究

金属学报, 2014, 50(4): 395-399. doi: 10.3724/SP.J.1037.2013.00447

TiBx/Al超过饱和固溶复合薄膜微结构的三维原子探针研究

尚海龙 ^1, , 刘文庆 ^2, , 董玉军 ^3, , 张安明 ^4, , 马冰洋 ^5, , 李戈扬 ^6,

1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海,200240

2.上海大学微结构重点实验室,上海,201306

3.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海,200240

4.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海,200240

5.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海,200240

6.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海,200240

基金项目: National Basic Research Program of China(2012CB619601) 国家重点基础研究发展计划项目2012CB619601和国家自然科学基金项目51071104资助 National Natural Science Foundation of China(51071104)

关键词：铝基复合薄膜 , 过饱和固溶 , 磁控溅射 , 三维原子探针

3D ATOM PROBE CHARACTERIZATION OF MICROSTRUCTURE OF TiBx/Al SUPERSATURATED SOLID SOLUTE COMPOSITE FILMS

Keywords： aluminum matrix nanocomposite film , supersaturated solid solution , magnetron sputtering , 3D atom probe

通过TiB2和Al共溅射方法制备了约7.1％TiBx(原子分数)的铝基复合薄膜,采用三维原子探针并结合x射线衍射仪、透射电子显微镜和微力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能.结果表明,在溅射粒子的高分散性和薄膜生长的非平衡性共同作用下,TiB2靶的溅射粒子以TiBx化合物的形式被超过饱和地固溶于Al的晶格中,A1固溶体晶粒细化为纳米晶并逐步非晶化,薄膜形成了较低溶质含量(约2％TiBx)纳米晶弥散分布于高溶质含量非晶基体中的两相结构并获得高硬度.结合实验结果讨论了超过饱和固溶体薄膜微结构形成的热力学和动力学原因.

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