偏压对Ni3Al薄膜的微观结构及力学性能影响

本文利用PVD技术在不同偏压下制备了一系列Ni3Al薄膜，通过XPS、XRD、SEM、AFM、纳米压痕仪以及显微硬度计等详细研究了偏压对于Ni3Al薄膜组分、沉积率、微观结构、硬度和断裂韧性的影响。结果表明：施加偏压可以增大溅射过程中被离化部分带电离子的动能，从而显著提高Ni3Al薄膜的沉积率、内部结构的致密性以及表面平整性；此外，适当偏压的引入可以诱导生成非晶包裹纳米晶的纳米复合结构，这种包裹态的双相纳米复合结构提供了大量晶界，增强了对位错的阻碍作用，位错堆积在晶界处无法继续运动从而导致硬度的增加。同时，大量存在的晶界可以消耗裂纹传播的能量、抑制宏观裂纹的产生，从而显著增强Ni3Al薄膜的断裂韧性。