氧化膜微区应力分布与相形成规律高温原位同步研究

对氧化膜生长应力产生、应力释放、稀土元素的影响以及应力导致氧化膜破裂机理进行了系统深入的研究。创新性发展了一种氧化膜应力原位测量新技术。克服了传统弯曲法受保护膜限制的缺点，大大提高了应力测量精度。特别是用以研究Al2O3膜应力变化及释放规律时具有优势。发现Fe-Cr-Al合金表面Al2O3膜内应力随膜厚增大而减小，稳态时在10（8）Pa量级。在1000℃以上，通过膜和基体合金的蠕变释放膜内应力显著，薄氧化膜的应力释放较厚膜的高得多。而离子注入Ce（+）或表面涂覆CeO2都增大合金上Al2O3膜内应力，导致氧化膜明显发生起皱。这些现象与稀土促进Al2O3膜横向生长有关。此外还发现，当Al2O3膜较厚时，膜内生长应力会从完全压应力状态变成外层受张应力。