System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜及其力学性能调控方法技术_技高网

一种多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜及其力学性能调控方法技术

技术编号:44878051 阅读:8 留言:0更新日期:2025-04-08 00:16
本申请公开一种多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜及其力学性能调控方法。其中所述多级纳米结构高熵合金薄膜为NiTiTaMoNbW合金,所述高熵合金薄膜各组分的原子百分比为:Ni:22%,Ti:14.1%,Ta:18%,Mo:16.6%,Nb:13%,W:16.2%。本申请在制备出近等原子的NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜的基础上,通过激光退火的方式对NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜进行处理,实现对NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜中晶相体积百分比的调节,进而得到具有多级纳米结构的NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜,其屈服强度和弹性应变均高于现有的高熵合金薄膜,能够同时满足高强度和高延性的需求。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及异构结构金属材料,尤其涉及一种多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜及其力学性能调控方法。


技术介绍

1、高熵合金薄膜(high-entropy alloys,hea)通常是由五种或五种以上等量或相对比例金属形成的新型合金。是一类具有优异性能的新型材料,由于其独特的微观结构、优异的热稳定性和对各种反应的催化活性等特点受到科学界广泛关注,在航海船舶建设、航空航天和能源等领域具有广泛的应用空间。但在不同应用场景中,对高熵合金薄膜的力学性能具有不同的要求,亦或是难以同时满足强度和延性的需求。因此,现有技术还有待改进。


技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足,本申请的目的在于提供一种高熵合金薄膜、力学性能调控方法和多级纳米结构高熵合金薄膜,旨在解决现有高熵合金薄膜难以同时满足强度和延性需求的问题。

2、本申请的技术方案如下:

3、本申请的第一方面,提供一种多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜,所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜材料为nititamonbw合金,所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜各组分的原子百分比为:ni:10-25%,ti:10-25%,ta:10-25%,mo:10-25%,nb:10-25%,w:10-25%。

4、优选地,所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜各组分的原子百分比为:ni:22%,ti:14.1%,ta:18%,mo:16.6%,nb:13%,w:16.2%。

5、优选地,所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜包括再结晶层,所述再结晶层的厚度为0.6-2μm。

6、优选地,当所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜的晶相体积百分比为30%时,屈服强度为6.7gpa;当所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜的晶相体积百分比为40%时,弹性应变值为8.5%。

7、本申请的第二方面,提供一种本申请第一方面的多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜的力学性能调控方法,包括:制备nititamonbw高熵合金薄膜;对nititamonbw高熵合金薄膜进行激光退火处理,形成再结晶层,以改变所述高熵合金薄膜的晶相体积比。

8、优选地,所述nititamonbw高熵合金薄膜的制备方法包括:提供单晶硅衬底、tamonbw合金靶和niti合金靶;将tamonbw合金靶和niti合金靶通过射频磁控溅射法共溅射至单晶硅衬底上,得到nititamonbw高熵合金薄膜;所述tamonbw合金靶各组分的原子百分比相同,所述niti合金靶各组分的原子百分比为:ni:50.8%,ti:49.2%。

9、优选地,所述nititamonbw高熵合金薄膜的制备方法包括步骤:(1)将单晶硅衬底进行抛光处理;(2)将抛光处理的单晶硅衬底、tamonbw合金靶和niti合金靶置于真空室中,tamonbw合金靶和niti合金靶均置于直流阴极上,关闭真空室,抽真空并加热;(3)向真空室内通入惰性气体并进行磁控溅射,得到nititamonbw高熵合金薄膜。

10、优选地,所述(2)中抽真空后真空室的气压小于5.0×10-3pa,加热的温度为300℃;所述(3)中通入惰性气体至真空室内气压为0.2pa,所述tamonbw合金靶的磁控溅射沉积功率为100-200w,所述niti合金靶的磁控溅射沉积功率为50-100w。

11、优选地,所述对nititamonbw高熵合金薄膜进行激光退火处理的步骤为:使用激光对所述高熵合金薄膜的表面进行照射,接着冷却至室温。

12、优选地,所述激光的光斑直径为10-100μm,扫描速度为100-1000mm/s,功率为0.33-3w。

13、本申请的有益效果:本申请在制备出近等原子的nititamonbw高熵合金薄膜的基础上,通过激光退火的方式对nititamonbw高熵合金薄膜进行处理,实现对nititamonbw高熵合金薄膜中晶相体积百分比的调节,进而得到具有多级纳米结构的nititamonbw高熵合金薄膜,其屈服强度和弹性应变均高于现有的高熵合金薄膜,能够同时满足高强度和高延性的需求。

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【技术保护点】

1.一种多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜,其特征在于,所述多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜材料为NiTiTaMoNbW合金,所述多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜各组分的原子百分比为:Ni:10-25%,Ti:10-25%,Ta:10-25%,Mo:10-25%,Nb:10-25%,W:10-25%。

2.根据权利要求1所述的多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜,其特征在于,所述多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜各组分的原子百分比为:Ni:22%,Ti:14.1%,Ta:18%,Mo:16.6%,Nb:13%,W:16.2%。

3.根据权利要求1所述的多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜,其特征在于,所述多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜包括再结晶层,所述再结晶层的厚度为0.6-2μm。

4.根据权利要求1所述的多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜,其特征在于,当所述多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜的晶相体积百分比为30%时,屈服强度为6.7Gpa;

5.一种权利要求1至4任一项所述的多级纳米结构NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜的力学性能调控方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜的制备方法包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜的制备方法包括步骤:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述(2)中抽真空后真空室的气压小于5.0×10-3Pa,加热的温度为300℃;

9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述对NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜进行激光退火处理的步骤为:使用激光对所述NiTiTaMoNbW高熵合金薄膜的表面进行照射,接着冷却至室温。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述激光的光斑直径为10-100μm,扫描速度为100-1000mm/s,功率为0.33-3W。

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【技术特征摘要】

1.一种多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜,其特征在于,所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜材料为nititamonbw合金,所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜各组分的原子百分比为:ni:10-25%,ti:10-25%,ta:10-25%,mo:10-25%,nb:10-25%,w:10-25%。

2.根据权利要求1所述的多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜,其特征在于,所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜各组分的原子百分比为:ni:22%,ti:14.1%,ta:18%,mo:16.6%,nb:13%,w:16.2%。

3.根据权利要求1所述的多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜,其特征在于,所述多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜包括再结晶层,所述再结晶层的厚度为0.6-2μm。

4.根据权利要求1所述的多级纳米结构nititamonbw高熵合金薄膜,其特征在于,当所述多级纳米结构niti...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫凯任富增吴子建
申请(专利权)人:南方科技大学
类型:发明
国别省市:

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