Cu/Zr纳米多层膜的力学性能及塑性变形行为

为研究Cu/Zr纳米多层膜的力学性能及塑性变形行为,采用磁控溅射方法制备了调制比为1,调制周期Λ=12,20,40 nm的Cu/Zr纳米多层膜,利用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)对纳米多层膜的晶体结构和截面形貌进行了表征,利用纳米压痕仪在0.01、0.03、0.05、0.1、0.2、0.5s-1等应变率下采用连续刚度法测量了多层膜的硬度。结果表明:不同调制周期结构的Cu/Zr纳米多层膜结晶性良好;Λ=12,20,40 nm的Cu/Zr纳米多层膜的强度(H/2.7)分别为1.90、1.83、0.80 GPa,Cu/Zr纳米多层膜的强度随调制周期的减小而增大,其塑性变形机制在调制周期减小到20 nm后由位错单层滑移机制转变为位错穿越界面运动机制;Λ=12,20,40 nm的Cu/Zr纳米多层膜的应变率敏感指数m分别为0.042、0.033、0.025,Cu/Zr纳米多层膜的应变率敏感指数随调制周期的减小而增大,这可能是由调制周期减小导致的晶粒尺寸减小和非共格界面密度的增大引起的。