厚度效应诱导镁锌钙非晶合金薄膜的结构演化

发布时间：2020-12-19 22:02

　　近年来,MgZnCa非晶合金引起了大量关注。一方面是因为其媲美于人体骨骼的一系列参数,如其杨氏模量大约在20-30 GPa、剪切模量大约在9-14 GPa。另一方面得益于其中Mg和Ca（密度范围1.6—2.4g/cm3）两种轻金属元素在人体中具有优异的生物相容性,使其在生物材料领域具有潜在的应用。例如,Mg基非晶合金薄膜（TFMGs）可以沉积在镁合金表面,植入人体后可以显著的改善镁合金的生物降解性。而且在机体愈合期间,Mg基非晶合金涂层还会阻碍皮下气泡的产生。此外,其独特的力学性能也可以应用在在微型机电系统（MEMS）中。由于块体非晶合金存在尺寸极限和与脆性材料相似的力学性能,极大的限制了其应用。最近的研究发现非晶合金存在尺寸效应,即当其尺寸减小到纳米尺度时,它的变形模式由局域的剪切带变形转换为均匀一致的塑性变形并带来力学性能的极大改善。近年来,非晶合金薄膜（TFMGs）逐渐被研究者所注意。本文对Mg基TFMGs的结构和形貌等进行了系统性的研究,得到以下主要成果。（1）本文使用原子力探针显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对一系列厚度的Mg基TFMGs的表面形貌和横截面形貌进行了... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?ＳＰ丨３８００Ｎ型原子力显微镜全貌及样品台

ＳＥＭ可以达到１?ｒｎｎ以上的分辨率。在常规ＳＥＭ中，祥品测试需要??在高真空的环境中操作。??本文釆用Ｚｅｉｓｓ?Ｓｕｐｒａ?５５扫描电子显微镜，如图１．２所示。??丨．．?Ｇｅｍｉｒ???ｊ?广??ｒ?ｉｉ?■??图１．２?Ｚｅｉｓｓ?Ｓｕｐｒａ?５５扫描电子显微镜。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｐａｎｏｒａｍａ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?Ｚｅｉｓｓ?Ｓｕｐｒａ－５５?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ．??最常见的ＳＥＭ模式是检测由电子束激发原子所产生的二次电子。二次电子??的数量取决于样品的形貌，通过扫描样品得到二次电子并通过特殊检测器收集，??可以用来创建样品表面形貌的图像。能量色散光谱（ＥＤＳ）是用于元素分析或样品??化学表征的分析技术。其表征能力在很大程度上归因于每个元素具有独特的原子??结构（其在电磁发射光谱上有独特的峰结构）。诸如电子或质子集合的高能量束或??Ｘ射线束聚焦在被研究的样品上可以激发特征Ｘ射线的发射。其原理是，原子??核周围包含未激发的电子，入射光束打到未激发的电子上，电子溢出的同时在原??位置产生电子空穴。随后，来自原子外部较高能量的电子填充该位置并且其多余??的能量以Ｘ射线的形式被释放。特征Ｘ射线可以通过能量色散光谱仪来测量。??８??

在Ｘ射线波段的材料的折射率略小于１。如果空气和材料间的界面非常平??整，当Ｘ射线由空气进入介质时，产生折射光的方向与可见光的情况完全不同??（如图１．３所示），只要掠入射角（ａ）足够小，就可以形成全反射，全反射对应的??括入射角称为临界角ａｃ，由于折射角略小于１，临界角一般小于０．５°。??⑻?（ｂ）??ｎ＞ｌ?ｎ＜ｌ??图１．３材料折射率（ａ）ｎ＞ｌ和（ｂ）ｎ＜ｌ两种情况下光折射方向对比。??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｒｅｆｒａｃｔｅｄ?ｌｉｇｈｔ?ｒａｙｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｃａｓｅ?ｏｆ?（ａ）ｎ＞ｌ?ａｎｄ?（ｂ）ｎ＜ｌ．??１０??


本文编号：2926648