鎂基金屬玻璃膜的相變特性和機(jī)械性能研究.pdf

1、Mg-基金屬玻璃材料在其非晶態(tài)具有異常高的硬度，晶化后的物理特性則會(huì)發(fā)生根本性的改變。本文以Mg-基金屬玻璃膜的工程應(yīng)用為未來(lái)目標(biāo)，研究了其相變特性和機(jī)械性能。
　　本文首先通過(guò)磁控濺射方法成功制備出了 Mg-Cu-Y金屬玻璃膜。磁控濺射中使用不同的濺射氬氣壓可制備出元素比例不同的Mg-基金屬玻璃膜。其晶化后電阻率和反射率會(huì)發(fā)生變化。經(jīng)研究對(duì)比發(fā)現(xiàn)，0.5 Pa氬氣壓濺射沉積的Mg58Cu29Y13金屬玻璃膜在非晶態(tài)和晶態(tài)間有最大

2、的電阻率差異（36.4％）和反射率差異，因此其有潛力成為相變存儲(chǔ)器的記錄層。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Mg58Cu29Y13金屬玻璃膜在玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上會(huì)發(fā)生相分離現(xiàn)象，富Mg區(qū)的產(chǎn)生使得形核激活能大大降低，在晶化溫度以上的形核速率得到了大大提升。這種 Mg58Cu29Y13金屬玻璃膜具有的高速相變特性對(duì)于相變存儲(chǔ)器應(yīng)用有重要意義。在傳統(tǒng)Mg合金上沉積M g-基金屬玻璃膜可以提高M(jìn)g合金的耐磨和耐腐蝕特性。對(duì)Mg合金進(jìn)行機(jī)械研磨處理（SMAT）可

3、以在 M g合金的表面引入硬化層，從而減弱金屬玻璃膜與基體硬度不匹配的程度，并且由于基底表面擴(kuò)散活性的提升，金屬玻璃膜與基底的吸附能力會(huì)得到增強(qiáng)。硬度不匹配程度的減弱與吸附能力的增強(qiáng)使得這種沉積Mg-基金屬玻璃膜的SMAT處理的Mg合金具有抗高載荷磨損及沖擊特性。在拉伸實(shí)驗(yàn)中，沉積在SMAT處理的Mg合金表面的Mg-基金屬玻璃膜還可以有效抑制裂紋的擴(kuò)展，從而使Mg合金的拉伸塑性得到大大提升。
　　本文對(duì)Mg-基金屬玻璃膜的納米級(jí)異

4、質(zhì)性結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)證。為減少金屬玻璃膜中的這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)，我們?cè)诖趴貫R射過(guò)程中采用低速沉積、基片適當(dāng)加熱并同時(shí)施加基片負(fù)偏壓的方法制備出了超硬的Mg-基金屬玻璃膜，使其硬度從5.18 GPa提升至6.25 GPa。由于超硬金屬玻璃膜中納米級(jí)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的較少，從TTT相圖分析還可看出其還具備超快晶化特性。因此，這種超硬金屬玻璃膜對(duì)其機(jī)械應(yīng)用及制備超快相變存儲(chǔ)器有重要意義。當(dāng)采用晶態(tài)Mg合金做襯底時(shí)，可制備出具有顆粒狀結(jié)構(gòu)的M g-基金屬玻璃膜，