离子束辐照Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金属多层膜制备复合金属玻璃

离子束辐照Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金属多层膜制备复合金属玻璃

李家好 王文超 柳百新

(清华大学材料系先进材料教育部重点实验室 北京 100084)

　　摘要 非晶态合金，即金属玻璃是一种新型金属材料。其优异性能如高硬度、高耐腐蚀性引起了人们的极大兴趣。然而金属玻璃的脆性限制了其实际应用。人们为此尝试制备出晶态-非晶态复合材料以期改善金属玻璃的脆性。

　　本研究尝试采用离子束辐照金属多层膜制备晶态-非晶态、双相非晶态复合材料：首先利用Miedema 模型分别对Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 系统中的二元合金系统的亚稳合金相形成规律进行了计算，预测出在两负一正型的金属系统中可能形成非晶相的分离。然后，采用真空电子束沉积方法制备出不同成分的Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金属多层膜，并对多层膜进行不同剂量的离子束辐照。

　　实验结果发现，在离子束辐照下，在Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 多层膜中确实观察到以分形生长形成的晶态-非晶态、双非晶态复合相。为揭示Y-Co-Nb 和Y-Co- Ti 复合金属玻璃的形成机制，又进一步分析计算了它们的分形维数。结果发现此类合金系统的非晶形成能力和分相驱动力是形成双相非晶和非晶分形的前提条件，且由于分相驱动力大小的不同，Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 合金系统中分形的机制不同。

　　本研究证实，金属玻璃的原子结构和微观组织可以通过合适的工艺在较宽阔的范围进行调制，以便得到人们期望的微观结构和物理性能等，该发现为扩展金属玻璃的实际应用提供了有益的思路。

　　参考文献：

　　(1)Wang W C,Yan H F,Li J H,et al.Scripta Materialia[J],2007,57:583-586

　　(2)Wang W C,Li J H,Gu Y L,et al.Alloys and Compounds[J],2009,478:L28-L32