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温度对电沉积纳米孪晶Ni显微结构及纳米压痕力学性能的影响
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:金属学报
  • 时间:0
  • 页码:1342-1348
  • 分类:TG146.15[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学] TG113.11[金属学及工艺—物理冶金;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]北京工业大学固体微结构与性能研究所,北京100124, [2]浙江大学材料科学与工程系,杭州310058
  • 相关基金:国家自然科学基金项目10904001和51001003,以及北京市教委重点基金项目KZ201010005002资助
  • 相关项目:纳米尺度几种金属的塑性变形及断裂机理原位电子显微学研究
中文摘要:

在镀液成分、pH值、沉积电流密度和咏冲占空比等工艺参数不变的条件下,利用脉冲电沉积技术在镀液温度分别为30,50和80℃时制备了包含高密度纳米孪晶片层结构的纳米晶Ni薄膜.利用SEM,XRD和TEM研究了镀液温度对纳米孪晶Ni薄膜的沉积速率、择优取向、晶粒尺寸、孪晶片层特征尺寸(长度和厚度)以及生长规律的影响;利用HRT,EM揭示了纳米孪晶Ni的孪晶界面微观结构特征,利用纳米压痕技术研究了温度对Ni薄膜纳米压痕硬度的影响.研究结果表明:脉冲电沉积纳米孪晶Ni薄膜的生长速率在20-30nm/s之间,镀液温度为30和50℃时Ni薄膜沿(220)面择优生长,80℃时转变为沿(200)面择优生长;随着镀液温度的升高,Ni薄膜的平均晶粒尺寸由900nm减小到300nm,晶粒内部孪晶片层的厚度由60nm降低到28nm;50℃时纳米孪晶Ni薄膜的纳米压痕硬度平均值最高,达3.75GPa.

英文摘要:

The nanocrystalline nickel thin films with high density nano-scale growth twins were synthesized by means of pulse electrodeposition technology. Three samples were deposited at different bath temperatures of 30, 50 and 80 ℃, by keeping all the other parameters as constant, such as electrolyte, pH value, current density and on-time and off-time period. The effect of temperature on deposition rate, sample texture, grain size, and twin boundary length and twin lamella thickness were systematically analyzed by SEM, XRD and TEM techniques. The microscopical feature of twin boundary were investigated by HRTEM. The results show that the nano-twinned nickel films deposited at the rates ranging from 20 nm/s to 30 nm/s have a preferred growth plane of (220) when deposited at 30 and 50 ℃, but changes to (200) when the temperature increases to 80 ℃. With increasing temperature, the grain size decreases from 900 to 300 nm, and the twin lamella tnlcl〈ness aecreases from 60 to 28 rim. The relationship between deposition temperature and nanoindentation hardness for these films, moreover was determined. The nanoindentation hardness measurement indicates that the average indentation hardness of these films reaches a maximum value of 3.75 GPa at 50 ℃.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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