铜/钒纳米多层膜界面结构及其原位力学行为研究

发布时间：2023-05-13 15:36

　　纳米金属多层膜材料由于其优异的力学和物理性能,已成为目前高性能微元器件、微机电系统的核心材料体系,其在复杂的微加工制备、服役过程中的变形与损伤行为是导致系统失效的关键因素。然而,大多关于纳米金属多层膜材料力学性能的研究往往只侧重于材料中最典型的界面,而忽略了其他结构/类型的界面。本论文选取交替叠层轧制制备的Cu/V纳米多层膜,利用透射电子显微镜和能谱分析系统地研究了其界面结构,发现了 Cu/V纳米多层膜中的界面过渡区并揭示了其形成机制;在此基础上,利用原位纳米力学测试技术系统研究了不同种类界面对于Cu/V纳米多层膜形变和断裂行为的影响。本论文主要研究内容如下:利用交替叠层轧制的方式制备了平均层厚为80纳米、层厚比为1的Cu/V纳米多层膜材料。显微结构表征表明,该多层膜中存在着两种主要的界面。第一种界面元素区分明显、界面平直,称为平直界面(或平直界面)。界面两侧典型的取向关系为[110]Cu‖[111]V,此晶体学取向决定了界面两侧滑移系连续性较好。第二种界面为厚度约5.2纳米、长度占界面总长度百分之三十的界面过渡区,其典型的界面结构是[130]Cu ‖[001]ITZ ‖[110]V。...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 纳米金属多层膜概述
    1.2 纳米金属多层膜的力学性能
        1.2.1 纳米金属多层膜的强度
        1.2.2 纳米金属多层膜的弹性模量
        1.2.3 纳米金属多层膜的断裂行为
    1.3 纳米金属多层膜的界面结构
        1.3.1 共格、半共格与非共格界面
        1.3.2 透明界面与模糊界面
        1.3.3 非典型界面
        1.3.4 界面结构对纳米金属多层膜力学性能的影响
    1.4 选题依据和研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 实验设备与方法
    2.1 铜/钒纳米多层膜的制备
    2.2 聚焦离子束加工
    2.3 透射电子显微镜设备介绍
    2.4 原位力学样品杆及测试系统
    2.5 实验设备列表
第三章 叠层轧制铜/钒纳米多层膜的界面结构表征
    3.1 引言
    3.2 研究方法
        3.2.1 试样制备
        3.2.2 透射电子显微镜表征
    3.3 实验结果
    3.4 讨论
    3.5 本章小结
第四章 界面结构对铜/钒金属多层膜变形行为的影响
    4.1 引言
    4.2 原位实验方法
    4.3 实验结果
    4.4 讨论
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要研究成果
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间发表的学术论文与取得的其他成果



本文编号：3816108