离子注入改善单滑移取向铜单晶体疲劳性能的研究

研究了单滑移取向铜单晶经离子注入表面改性后恒塑性应变幅控制的拉压疲劳行为。利用表面分析技术，纳米硬度计和计算机模拟研究了注入层的成分分布，性能和损伤。利用SEM和ECC观察了疲劳后表面的滑移和位错，探讨了表面改性的微观机制。离子注入对中等应变幅的疲劳行为影响最明显：在达到饱和前注入试样的平均应力高于未注入样品（约为6MPa），而在饱和后反倒低于未注入样品（2MPa）。疲劳后注入样品表面的滑移带比未注入的少和浅，并且没有形成明显的位错组态。这是由于注入层的合金化和有很大的损伤及晶格崎变，使其硬度大大提高。表面层形成一个硬壳（其硬度比铜高2至3倍），阻止了位错运动出表面的结果。