離子束輻照Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金屬多層膜制備復合金屬玻璃

離子束輻照Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金屬多層膜制備復合金屬玻璃

李家好 王文超 柳百新

(清華大學(xué)材料系先進(jìn)材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗室 北京 100084)

　　摘要 非晶態(tài)合金，即金屬玻璃是一種新型金屬材料。其優(yōu)異性能如高硬度、高耐腐蝕性引起了人們的極大興趣。然而金屬玻璃的脆性限制了其實(shí)際應用。人們?yōu)榇藝L試制備出晶態(tài)-非晶態(tài)復合材料以期改善金屬玻璃的脆性。

　　本研究嘗試采用離子束輻照金屬多層膜制備晶態(tài)-非晶態(tài)、雙相非晶態(tài)復合材料：首先利用Miedema 模型分別對Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 系統中的二元合金系統的亞穩合金相形成規律進(jìn)行了計算，預測出在兩負一正型的金屬系統中可能形成非晶相的分離。然后，采用真空電子束沉積方法制備出不同成分的Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金屬多層膜，并對多層膜進(jìn)行不同劑量的離子束輻照。

　　實(shí)驗結果發(fā)現，在離子束輻照下，在Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 多層膜中確實(shí)觀(guān)察到以分形生長(cháng)形成的晶態(tài)-非晶態(tài)、雙非晶態(tài)復合相。為揭示Y-Co-Nb 和Y-Co- Ti 復合金屬玻璃的形成機制，又進(jìn)一步分析計算了它們的分形維數。結果發(fā)現此類(lèi)合金系統的非晶形成能力和分相驅動(dòng)力是形成雙相非晶和非晶分形的前提條件，且由于分相驅動(dòng)力大小的不同，Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 合金系統中分形的機制不同。

　　本研究證實(shí)，金屬玻璃的原子結構和微觀(guān)組織可以通過(guò)合適的工藝在較寬闊的范圍進(jìn)行調制，以便得到人們期望的微觀(guān)結構和物理性能等，該發(fā)現為擴展金屬玻璃的實(shí)際應用提供了有益的思路。

　　參考文獻：

　　(1)Wang W C,Yan H F,Li J H,et al.Scripta Materialia[J],2007,57:583-586

　　(2)Wang W C,Li J H,Gu Y L,et al.Alloys and Compounds[J],2009,478:L28-L32