離子束輻照Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金屬多層膜制備復合金屬玻璃

李家好 王文超 柳百新

(清華大學材料系先進材料教育部重點實驗室 北京 100084)

　　摘要 非晶態合金，即金屬玻璃是一種新型金屬材料。其優異性能如高硬度、高耐腐蝕性引起了人們的極大興趣。然而金屬玻璃的脆性限制了其實際應用。人們為此嘗試制備出晶態-非晶態復合材料以期改善金屬玻璃的脆性。

　　本研究嘗試采用離子束輻照金屬多層膜制備晶態-非晶態、雙相非晶態復合材料：首先利用Miedema 模型分別對Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 系統中的二元合金系統的亞穩合金相形成規律進行了計算，預測出在兩負一正型的金屬系統中可能形成非晶相的分離。然后，采用真空電子束沉積方法制備出不同成分的Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金屬多層膜，并對多層膜進行不同劑量的離子束輻照。

　　實驗結果發現，在離子束輻照下，在Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 多層膜中確實觀察到以分形生長形成的晶態-非晶態、雙非晶態復合相。為揭示Y-Co-Nb 和Y-Co- Ti 復合金屬玻璃的形成機制，又進一步分析計算了它們的分形維數。結果發現此類合金系統的非晶形成能力和分相驅動力是形成雙相非晶和非晶分形的前提條件，且由于分相驅動力大小的不同，Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 合金系統中分形的機制不同。

　　本研究證實，金屬玻璃的原子結構和微觀組織可以通過合適的工藝在較寬闊的范圍進行調制，以便得到人們期望的微觀結構和物理性能等，該發現為擴展金屬玻璃的實際應用提供了有益的思路。

　　參考文獻：

　　(1)Wang W C,Yan H F,Li J H,et al.Scripta Materialia[J],2007,57:583-586

　　(2)Wang W C,Li J H,Gu Y L,et al.Alloys and Compounds[J],2009,478:L28-L32