颗粒强化对金属薄膜热疲劳行为的影响及其微观机制

选择金属间化合物Ni3Al为研究对象，利用磁控溅射方法在Si基本上沉积薄膜，利用自制的薄膜热疲劳装置实时地测量薄膜中的平均应力，利用微观测试手段观察薄膜中裂纹的萌生，扩展以及薄膜的破裂。研究薄膜的厚度，温度变化范围，温度循环次数，硼离子注入等对其高温力学响应的影响及其微观机制。结果表明，薄膜中的最大张应力随最高循环温高的增加而变大，最大压变力变化不大；只有最大张应力超过一定值时才能引起薄膜破裂，它随薄膜厚度的减小和硼离子注入而增加；在室温-高温-室温多次热循环中高温时的薄膜压应力不随热循环次数变化，而薄膜的最大张应力随循环次数的增加而减小。结合微观观察结果有屈服强度的温度反常效应解释了上实验结果。