Ti,C超过饱和固溶铝基复合薄膜的微结构和力学性能

金属学报, 2013, 49(3): 320-324. doi: 10.3724/SP.J.1037.2012.00562

Ti,C超过饱和固溶铝基复合薄膜的微结构和力学性能

尚海龙 ^1, , 沈洁 ^2, , 杨铎 ^3, , 孙士阳 ^4, , 李戈扬 ^5,

1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200240;上海电机学院机械学院,上海200245

2.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海,200240

3.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海,200240

4.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海,200240

5.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海,200240

基金项目: National Basic Research Program of China(2012CB619601) 国家重点基础研究发展计划项目2012CB619601和国家自然科学基金项目51071104资助 National Natural Science Foundation of China(51071104)

关键词：铝基复合薄膜 , 微结构 , 过饱和固溶 , 力学性能 , 磁控溅射

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF Ti, C SOLID SOLUTION SUPERSATURATED Al-BASED COMPOSITE FILMS

Keywords： Al-based composite film , microstructure , supersaturated solid solution , mechanical property , magnetron sputtering

采用Al和TiC靶通过磁控共溅射方法制备了Ti:C≈1的不同Ti和C含量的铝基复合薄膜,研究了Ti和C含量对薄膜微观结构和力学性能的影响.结果表明:Ti和C的共同加入使复合薄膜形成了同时具有置换固溶和间隙固溶特征的“双超”过饱和固溶体,复合薄膜的晶粒尺寸在较低的溶质含量下就迅速减小到100 nm以下,并随溶质含量的增加继续减小.相应地,薄膜的硬度也从纯Al的1.3 GPa迅速提高,在含0.6％(Ti,C)时可达到2.1 GPa,并在含6.4％(Ti,C)时达到最高值7.0 GPa.随溶质含量的进一步提高,复合薄膜逐渐呈现非晶态,硬度也略有降低.研究结果显示了Ti和C双超过饱和固溶对铝基薄膜具有显著的晶粒细化作用和强化效果.

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