大尺寸纳米多层材料的制备及其力学性能

项目批准号：59971001

北京航空航天大学  毕晓方* 、李远洁、金雪松、刘立林、宫声凯、徐惠彬

　　采用电子束物理气相沉积方法，制备总厚度为毫米级的Cu/Fe 纳米多层材料，研究其强度、硬度等力学性能随层间距的变化规律；研究构成纳米多层材料的两种材料的晶体结构、弹性模量差、层厚比、层界面及层间微观组织等对力学性能的影响，总结完善强化机制。

(1) 采用电子束物理气相沉积方法制备了具有不同纳米层间距的Cu/Fe 多层材料(图1)，其层间距从25nm 至150nm变化，透射电镜分析表明，面内的晶粒尺寸也在纳米级。

(2) 对Fe/Cu 纳米多层材料的抗拉强度测试表明，随层间距的减小，抗拉强度升高，塑性降低；当层间距减小至47nm 时，抗拉强度达到峰值,满足Hall-Petch 关系；当层间距继续减小时，抗拉强度下降，但不满足反HP 关系。(图2)

(3) 对拉伸样品的断口分析表明(图3)，尽管拉伸试样的宏观延伸率小于3%，但断口形貌呈明显的韧窝特征，且随层间距变化。

工程与材料科学部、国际合作局 主办
数理科学部、化学科学部 协办