离子增强沉积金属多层膜的强韧化及微动疲劳机制研究

金属材料微动疲劳（FF）抗力提高的难点在于抗磨和提高疲劳强度的措施往往是矛盾的。本项目根据FF对材料表面强度与韧性及其配合的具体要求，选择附加值高且对FF敏感的钛合金为基材，借鉴整体合金强韧化理论，并结合离子增强沉积技术及多层膜的特点，制备强韧性能配合合理的金属多层膜，拟在金属材料FF控制上取得新进展。通过探讨离子增强沉积膜层的细晶强化、过固溶强化和多层膜界面、成分、物相、膜层调制周期、内应力在多层膜强韧化中的交互作用机制和规律，确定主导因素和有效的强韧化途径。探讨金属多层膜微动疲劳行为，澄清多层膜尺寸因素和界面效应对FF抗力的作用机制，揭示利用金属多层膜有效控制FF行为的机理。研究多层膜强韧性的合理评价方法，并用以指导抗FF多层膜的设计。研究成果不仅对有效地控制金属材料FF损伤有重要意义，而且对金属多层膜在微电机械等系统中的可靠应用及纳米层状材料的开发与应用有重要价值。