磁控溅射法制备CoCrFeNi高熵合金薄膜及其组织性能研究
发布时间：2021-01-19 11:46
采用直流磁控溅射沉积技术,制备了CoCrFeNi、（CoCrFeNi）Nx与CoCrFeNiSix系列高熵合金薄膜材料,使用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等设备分析薄膜微观结构,并对其硬度、电阻率、磁学性能进行测试,研究制备工艺对薄膜微观组织及形貌的影响,探讨了高熵合金薄膜成分、组织与性能之间的关系。研究了溅射功率、基底偏压对CoCrFeNi高熵合金薄膜的组织及性能的影响。结果表明CoCrFeNi薄膜在较低功率时为非晶结构,薄膜具有较高的电阻率,可达335μΩ?cm,薄膜饱和磁化强度最高可达361.93 emu/cm3;在较高功率下,薄膜会转变为单一面心立方（FCC）结构;在基底偏压作用下,CoCrFeNi薄膜会出现<111>择优取向。当溅射功率为80 W、基底偏压为-200 V时,可制备出硬度高达11.6 GPa的CoCrFeNi薄膜。在CoCrFeNi薄膜溅射沉积过程中通入氮气,制备出了（CoCrFeNi）Nx薄膜。研究氮流量比及基底偏压对薄...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 高熵合金概述
1.1.1 高熵合金的概念及特性
1.1.2 高熵合金的分类及制备方法
1.2 高熵合金薄膜的研究现状
1.3 磁控溅射技术
1.3.1 磁控溅射原理
1.3.2 磁控溅射分类
1.3.3 磁控溅射的工艺参数
1.4 研究内容与意义
第二章 实验内容
2.1 试验研究路线
2.2 试验设备及沉积方法
2.3 试验原材料
2.3.1 基底材料
2.3.2 溅射气体
2.3.3 溅射靶材
2.4 薄膜微观组织结构分析
2.4.1 薄膜厚度测试
2.4.2 薄膜形貌及成分分析
2.4.3 薄膜物相分析
2.5 薄膜性能测试
2.5.1 薄膜硬度测试
2.5.2 薄膜电阻率测试
2.5.3 薄膜磁学性能测试
第三章 CoCrFeNi高熵合金薄膜制备及组织性能研究
3.1 溅射功率对CoCrFeNi高熵合金薄膜的组织性能影响
3.1.1 CoCrFeNi薄膜制备参数及组成成分
3.1.2 不同溅射功率CoCrFeNi薄膜物相结构及微观形貌
3.1.3 不同溅射功率CoCrFeNi薄膜硬度
3.1.4 不同溅射功率CoCrFeNi薄膜电阻率
3.1.5 不同溅射功率CoCrFeNi薄膜磁学性能
3.2 基底偏压对CoCrFeNi高熵合金薄膜的组织性能影响
3.2.1 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜制备参数及组成成分
3.2.2 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜物相结构及微观形貌
3.2.3 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜硬度
3.2.4 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜电阻率
3.2.5 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜磁学性能
3.3 本章小结
x高熵合金薄膜的组织性能研究">第四章 （CoCrFeNi）Nx高熵合金薄膜的组织性能研究
x高熵合金薄膜组织性能的影响"> 4.1 氮流量比对（CoCrFeNi）Nx高熵合金薄膜组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 4.1.1 （CoCrFeNi）Nx薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 4.1.2 不同氮流量比（CoCrFeNi）Nx薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 4.1.3 不同氮流量比（CoCrFeNi）Nx薄膜硬度
x高熵合金薄膜的组织性能的影响"> 4.2 基底偏压对（CoCrFeNi）Nx高熵合金薄膜的组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 4.2.1 （CoCrFeNi）Nx薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 4.2.2 不同基底偏压（CoCrFeNi）Nx薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 4.2.3 不同基底偏压（CoCrFeNi）Nx薄膜硬度
4.4 本章小结
x高熵合金薄膜的组织性能研究">第五章 CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的组织性能研究
x高熵合金薄膜组织性能的影响"> 5.1 Si含量对CoCrFeNiSix高熵合金薄膜组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 5.1.1 CoCrFeNiSix薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 5.1.2 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 5.1.3 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜电阻率"> 5.1.4 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜电阻率
x薄膜磁学性能"> 5.1.5 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜磁学性能
x高熵合金薄膜的组织性能的影响"> 5.2 溅射功率对CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 5.2.1 CoCrFeNiSix薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 5.2.2 不同溅射功率CoCrFeNiSix薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 5.2.3 不同溅射功率CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜电阻率"> 5.2.4 不同溅射功率CoCrFeNiSix薄膜电阻率
x薄膜磁学性能"> 5.2.5 不同溅射功率CoCrFeNiSix薄膜磁学性能
x高熵合金薄膜的组织性能的影响"> 5.3 基底偏压对CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 5.3.1 CoCrFeNiSix薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 5.3.2 不同基底偏压CoCrFeNiSix薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 5.3.3 不同基底偏压CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜电阻率"> 5.3.4 不同基底偏压CoCrFeNiSix薄膜电阻率
x薄膜磁学性能"> 5.3.5 不同基底偏压CoCrFeNiSix薄膜磁学性能
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高熵合金制备及研究进展[J]. 陈永星,朱胜,王晓明,杜文博,张垚. 材料工程. 2017(11)
[2]多主元高熵合金的研究现状与应用展望[J]. 隋艳伟,陈霄,戚继球,何业增,孙智. 功能材料. 2016(05)
[3]高熵合金熔覆涂层的研究进展[J]. 霍文燚,时海芳,张竞元. 材料导报. 2014(23)
[4]非晶纳米高熵合金薄膜Nd-Fe-Co-Ni-Mn的电化学制备及磁学性能[J]. 姚陈忠,马会宣,童叶翔. 应用化学. 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]纳米压痕技术理论基础[J]. 黎明,温诗铸. 机械工程学报. 2003(03)
本文编号：2986927
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 高熵合金概述
1.1.1 高熵合金的概念及特性
1.1.2 高熵合金的分类及制备方法
1.2 高熵合金薄膜的研究现状
1.3 磁控溅射技术
1.3.1 磁控溅射原理
1.3.2 磁控溅射分类
1.3.3 磁控溅射的工艺参数
1.4 研究内容与意义
第二章 实验内容
2.1 试验研究路线
2.2 试验设备及沉积方法
2.3 试验原材料
2.3.1 基底材料
2.3.2 溅射气体
2.3.3 溅射靶材
2.4 薄膜微观组织结构分析
2.4.1 薄膜厚度测试
2.4.2 薄膜形貌及成分分析
2.4.3 薄膜物相分析
2.5 薄膜性能测试
2.5.1 薄膜硬度测试
2.5.2 薄膜电阻率测试
2.5.3 薄膜磁学性能测试
第三章 CoCrFeNi高熵合金薄膜制备及组织性能研究
3.1 溅射功率对CoCrFeNi高熵合金薄膜的组织性能影响
3.1.1 CoCrFeNi薄膜制备参数及组成成分
3.1.2 不同溅射功率CoCrFeNi薄膜物相结构及微观形貌
3.1.3 不同溅射功率CoCrFeNi薄膜硬度
3.1.4 不同溅射功率CoCrFeNi薄膜电阻率
3.1.5 不同溅射功率CoCrFeNi薄膜磁学性能
3.2 基底偏压对CoCrFeNi高熵合金薄膜的组织性能影响
3.2.1 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜制备参数及组成成分
3.2.2 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜物相结构及微观形貌
3.2.3 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜硬度
3.2.4 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜电阻率
3.2.5 不同基底偏压CoCrFeNi薄膜磁学性能
3.3 本章小结
x高熵合金薄膜的组织性能研究">第四章 （CoCrFeNi）Nx高熵合金薄膜的组织性能研究
x高熵合金薄膜组织性能的影响"> 4.1 氮流量比对（CoCrFeNi）Nx高熵合金薄膜组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 4.1.1 （CoCrFeNi）Nx薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 4.1.2 不同氮流量比（CoCrFeNi）Nx薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 4.1.3 不同氮流量比（CoCrFeNi）Nx薄膜硬度
x高熵合金薄膜的组织性能的影响"> 4.2 基底偏压对（CoCrFeNi）Nx高熵合金薄膜的组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 4.2.1 （CoCrFeNi）Nx薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 4.2.2 不同基底偏压（CoCrFeNi）Nx薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 4.2.3 不同基底偏压（CoCrFeNi）Nx薄膜硬度
4.4 本章小结
x高熵合金薄膜的组织性能研究">第五章 CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的组织性能研究
x高熵合金薄膜组织性能的影响"> 5.1 Si含量对CoCrFeNiSix高熵合金薄膜组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 5.1.1 CoCrFeNiSix薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 5.1.2 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 5.1.3 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜电阻率"> 5.1.4 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜电阻率
x薄膜磁学性能"> 5.1.5 不同Si含量CoCrFeNiSix薄膜磁学性能
x高熵合金薄膜的组织性能的影响"> 5.2 溅射功率对CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 5.2.1 CoCrFeNiSix薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 5.2.2 不同溅射功率CoCrFeNiSix薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 5.2.3 不同溅射功率CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜电阻率"> 5.2.4 不同溅射功率CoCrFeNiSix薄膜电阻率
x薄膜磁学性能"> 5.2.5 不同溅射功率CoCrFeNiSix薄膜磁学性能
x高熵合金薄膜的组织性能的影响"> 5.3 基底偏压对CoCrFeNiSix高熵合金薄膜的组织性能的影响
x薄膜制备参数及组成成分"> 5.3.1 CoCrFeNiSix薄膜制备参数及组成成分
x薄膜物相结构及微观形貌"> 5.3.2 不同基底偏压CoCrFeNiSix薄膜物相结构及微观形貌
x薄膜硬度"> 5.3.3 不同基底偏压CoCrFeNiSix薄膜硬度
x薄膜电阻率"> 5.3.4 不同基底偏压CoCrFeNiSix薄膜电阻率
x薄膜磁学性能"> 5.3.5 不同基底偏压CoCrFeNiSix薄膜磁学性能
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高熵合金制备及研究进展[J]. 陈永星,朱胜,王晓明,杜文博,张垚. 材料工程. 2017(11)
[2]多主元高熵合金的研究现状与应用展望[J]. 隋艳伟,陈霄,戚继球,何业增,孙智. 功能材料. 2016(05)
[3]高熵合金熔覆涂层的研究进展[J]. 霍文燚,时海芳,张竞元. 材料导报. 2014(23)
[4]非晶纳米高熵合金薄膜Nd-Fe-Co-Ni-Mn的电化学制备及磁学性能[J]. 姚陈忠,马会宣,童叶翔. 应用化学. 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]纳米压痕技术理论基础[J]. 黎明,温诗铸. 机械工程学报. 2003(03)
本文编号：2986927
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