組合材料芯片技術(shù)在鈦合金研究中的應(yīng)用.pdf

1、組合材料芯片技術(shù)是材料高速合成表征的研究方法，其核心思想是并行地合成大量成分變化的樣品，并通過(guò)后續(xù)高通量的測(cè)試手段篩選出性能優(yōu)異的目標(biāo)材料，該方法在多元系材料研究中優(yōu)勢(shì)明顯。鈦合金中合金元素種類(lèi)較多，多種合金元素的復(fù)合作用使鈦合金的固態(tài)相變趨于復(fù)雜化，所以組合材料芯片技術(shù)適用于多元鈦合金的相變研究和成分設(shè)計(jì)。本論文采用組合材料芯片技術(shù)，利用IM100離子束濺射沉積設(shè)備制備了Ti-Al-V系和Ti-Al-V-Cr-Mo系三種鈦合金薄膜材料

2、芯片。樣品庫(kù)中每種合金元素的含量梯度地變化，實(shí)現(xiàn)了合金元素的組合。樣品庫(kù)經(jīng)合金化后采用XRD和納米壓痕儀研究了其中部分樣品的相變規(guī)律和力學(xué)性能，獲得的研究結(jié)果如下:
　　1.合金化過(guò)程是樣品庫(kù)后續(xù)分析和測(cè)試的基礎(chǔ)，真空條件下，600℃×1h+950℃×1h FC的合金化制度可以確保多層金屬單質(zhì)膜轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量的鈦合金薄膜，絕大部分的合金元素以溶質(zhì)原子存在。
　　2.利用EDS、XPS和薄膜中合金元素單質(zhì)層厚度測(cè)量三種手段，驗(yàn)證

3、了樣品庫(kù)的名義成分與設(shè)計(jì)成分的一致性。
　　3.本論文利用掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)觀察了鈦合金薄膜樣品的形貌。結(jié)果表明合金化制度影響著樣品的形貌，每個(gè)鈦合金薄膜試樣的晶粒形狀基本一致，無(wú)法通過(guò)形貌的觀察區(qū)分樣品中的相組成。
　　4.納米壓痕測(cè)試結(jié)果表明，在相同的合金化條件下樣品的硬度由合金元素的含量和表面形貌決定。在測(cè)試的兩個(gè)樣品庫(kù)中，爐冷態(tài)成分為T(mén)i-5Al-5V和Ti-3Al-3Mo-5V-2Cr