纯铜梯度纳米化表面硬质膜的微观结构演化与力学性能研究

• 作者: 吴嘉楠 张柯 刘平 陈小红
• 来源期刊: 有色金属材料与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 表面机械滚压处理 硬质膜 梯度纳米结构 演化规律
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 16-23
• 页数: 8页
• 分类号: TG174
• 语种: 中文
• DOI: 10.13258/j.cnki.nmme.2020.06.003

摘要

利用磁控溅射法在纯铜的表面沉积TiN硬质膜,然后对镀膜后的试样进行表面机械滚压处理(surface mechanical rolling treatment,SMRT),在其表层形成梯度纳米结构层.采用金相显微镜(optical microscopy,OM)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)等对试样的表面形貌和显微结构进行表征,研究梯度纳米结构层的强化方式和组织演化规律.通过改变SMRT工艺的参数,在试样的表面制备出不同厚度的梯度纳米结构层.研究发现:随着下压量的增加,表面的梯度纳米层随之变厚,硬质膜颗粒与纯铜基体的结合更紧密;表面梯度纳米化影响了硬质膜的组织结构;颗粒被碾入纯铜表层中,提高了试样的综合力学性能,屈服强度最高增加了73％,同时其塑性降低很少;试样表面的硬度最大可以达到约1.6 GPa,并且沿厚度方向从表层到芯部的硬度呈梯度分布.