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原文传递一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法

专利名称：	一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法
摘要：	本发明公开了一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法。本发明的具体步骤如下：采用磁控溅射方法制备非晶合金薄膜材料；将非晶合金薄膜放在纳米压痕仪上并设定最大位移、应变速率、加载频率并进行测试；测试过程中记录载荷随位移的变化曲线，以及载荷位移曲线的斜率随位移的变化曲线；通过分析实验结果，找出数据中斜率变化的突跳点，分析突跳大小和频率，表征非晶薄膜材料塑性变形的均匀程度，预测非晶薄膜材料的塑韧性。本发明采用纳米压入测试中的载荷位移曲线的斜率表征非晶合金薄膜材料塑性变形方式，预测非晶合金薄膜材料塑韧性的方法操作简单方便，结果准确有效并且适用性强。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安交通大学
发明人：	王飞;黄平;马春芳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910244528.6
公开号：	CN109900570A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	王艾华
分类号：	G01N3/42(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	710049 陕西省西安市咸宁西路28号
主权项：	1.一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法，其特征在于，具体步骤如下： (1)采用磁控溅射技术制备非晶薄膜； (2)将非晶薄膜放在纳米压痕仪上并设定最大位移为薄膜厚度，应变速率为0.005～0.2s-1，加载频率为45Hz，进行测试； (3)测试过程中记录载荷位移曲线以及载荷位移曲线斜率随位移的变化曲线；用公式P＝chm拟合载荷位移曲线，式中，P为载荷，h为压入位移，c和m是和加载速率以及压头形状相关的常量，得到理想情况下平滑载荷位移曲线，并计算得到平滑的载荷位移的斜率曲线； (4)分析实验得到的载荷位移斜率曲线和拟合斜率曲线，找出实验数据中斜率变化的突跳点，分析突跳幅度的大小和频率，表征非晶薄膜材料塑性变形的均匀程度。 2.根据权利要求1所述的一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法，其特征在于：上述步骤(1)中的非晶薄膜采用磁控溅射方法制备，选用直流电源或射频电源溅射合金靶材，或者选用直流电源和射频电源共溅射纯金属靶材。 3.根据权利要求1所述的一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法，其特征在于：上述步骤(1)中制备的非晶薄膜为CuZr、ZrCuNiAlSi、NiNb和CuTa非晶合金薄膜。 4.根据权利要求1所述的一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法，其特征在于：上述步骤(2)中非晶薄膜厚度为400-2000nm。 5.根据权利要求1所述的一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法，其特征在于：上述步骤(1)中，制备非晶薄膜前，单晶Si基底依次用丙酮和酒精超声分别清洗10min。 6.根据权利要求1所述的一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法，其特征在于：步骤(1)中，磁控溅射的本底真空度为3*10-7mba，氩气流量为3.0ccm。 7.根据权利要求1所述的一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法，其特征在于：步骤(1)中，选用合金靶材单独溅射或者采用纯金属靶材共溅射。 8.根据权利要求1所述的一种基于纳米压入技术的非晶薄膜塑性变形表征方法，其特征在于：步骤(1)中，溅射电源选用直流电源或者射频电源，功率设定为30～150W。
所属类别：	发明专利