本项目主要是基于程氏理论(TFDC)借助于纳米金属多层膜研究纳米金属晶体变形机理和基于程氏理论研究金属薄膜内应力,实现对TFDC的实验验证。主要成果如下 1. 引入位错核心能量,基于TFDC导出了更加准确的位错稳定的临界晶粒尺寸模型。 2. 建立了一种TFD方程的数值解法及用该解法求解了一些常见元素的电子密度。 3. 直流电沉积法制备了Cu、Ni、Cr和Ag薄膜,优化出了制备Cu、Ni、Cr和Ag薄膜的镀液配方和工艺。 4. 制备了具有不同单层膜厚的Cu/Ni、Cu/Ag和Ni/Ag多层膜,测出了多层膜峰值硬度对应的单层膜厚(临界单层膜厚)。用位错稳定的临界晶粒尺寸模型解释了临界单层膜厚,也间接地验证了程氏理论。另外,还用临界晶粒尺寸模型解释了磁控溅射制备的多层膜临界单层膜厚小的原因。 5. 设计了弯曲阴极薄膜内应力动态原位测量装置,并测量了不同基体上的Cu、Ni、Ag和Cr膜内应力。基于程氏理论的薄膜内应力产生机制计算得到的内应力与实验测得的内应力接近。 6. 已发表了密切相关论文12篇,接受待发表5篇。培养6名硕士研究生。 7. 已授权发明专利1项和实用新型专利2项。
英文主题词electron theory; metallic nanocrystal; mechanism of plastic deformation; films; internal stress