中文摘要：

离子束与物质相互作用制备非晶和亚稳态合金材料是核技术、加速器技术应用与材料科学研究相结合的重要研究领域，不断发展和完善新技术一直是科学家们努力的目标。离子束辅助沉积（IBAD）是继离子束混合（IM）制备非晶合金之后，被用于非晶和亚稳态合金制备的又一项离子束作用技术，本项目拟在发展了IBAD制备非晶和亚稳态合金的基础上，进一步研究改变离子束轰击角度对非晶和亚稳晶相形成的影响，包括非晶和亚稳晶相的动力学形成条件和范围、IBAD定向生长二元亚稳态合金等方面的研究，从理论上分析并总结相关规律，建立相应的模型，并研究所获得合金薄膜相应的物理和力学性能以及他们随离子束入射角度的变化规律。本项研究将为实际应用中IBAD技术在复杂形状工件表面非晶和亚稳态合金改性、如何获得择优取向的亚稳态合金薄膜提供理论和实验依据。

结论摘要：

为进一步发展并完善离子束辅助沉积（IBAD）制备非晶和亚稳合金的技术，本项目提出研究离子束轰击角度改变对非晶和亚稳态合金形成的影响。项目选择Co-Nb、Fe-Nb、Fe-Cr、Co-Cu、Co-Ag、Cu-Nb、Fe-Ag和Cu-W等典型二元合金体系进行了相关研究，研究发现改变离子束角度在正混合热和负混合热系统里均能得到非晶相和亚稳晶相。例如，对于一些负混合热系统(如Co-Nb系统)，改变离子束入射角度仍然能在较大的角度和成份范围里诱导非晶相的形成，同时微观组织有很大变化。在某些入射角度下，离子束能在两种元素原子尺寸相当的体系，获得织构较好的合金薄膜。离子束掠入射不仅能获得非晶或亚稳合金，还能得到周期为纳米尺度的条纹组织结构。研究结合热力学和动力学过程提出模型，对非晶和亚稳合金形成随离子束角度变化的原因进行了合理解释。在获得一系列非晶和亚稳合金的基础上，研究了部分非晶和亚稳合金的磁性和力学性能采用XMCD方法研究了正混合热的Co-Ag系统的原子磁矩，发现Co原子轨道磁矩由于对称破缺和尺寸效应被释放。用纳米压痕法研究了Cu-W、Fe-Ag合金，发现过饱和固溶体硬度增加明显。