| 几种金属多层薄膜的形变与断裂行为及其机制 |
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| 引用本文： | 张广平,李远平,朱晓飞,张滨. 几种金属多层薄膜的形变与断裂行为及其机制[J]. 南京大学学报(自然科学版), 2009, 45(2) |
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| 作者姓名： | 张广平 李远平 朱晓飞 张滨 |
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| 作者单位： | [1]中国科学院金属研究所,沈阳材料科学国家联合实验室,沈阳 110016 [2]东北大学材料与冶金学院,沈阳110004 |
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| 基金项目： | 中国科学院“百人计划”;;国家自然科学基金(50571103);;科技部“973”计划(2004CB619303) |
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| 摘 要： | 本文系统地报道了近年来所开展的有关金属多层薄膜的强度、变形与断裂行为的研究进展.着重介绍了本研究所开展的几种典型金属多层薄膜（Cu/Au、Cu/Cr、Cu/Ta等）的力学行为及其尺寸与界面效应.研究发现,随着多层膜的单层厚度减小,多层膜的强度明显升高,最后达到饱和.理论分析表明,不同种类金属多层膜的强度升高能力与界面结构有关.根据晶格失配与位错理论,所提出的统一模型可以很好地描述具有不同界面结构金属多层薄膜的界面强化能力.压痕诱发的具有不同尺度和界面结构的金属多层膜的塑性变形行为明显不同.当多层膜的单层厚度减小到纳米尺度时,压痕诱发的塑性变形倾向于剪切带变形 同时还在亚微米尺度下观察到了直接穿过界面的局部剪切行为.研究还发现,在单向拉伸载荷的作用下,纳米尺度Cu/Ta多层膜的裂纹尖端发生位移量为几纳米到几十纳米的面外剪切变形,最终导致Cu/Ta多层膜发生剪切型断裂.提出了位错运动所需应力和层/层界面阻力之间的竞争机制,从而证明了当金属多层膜的单层厚度小于某一临界尺度时将发生剪切型断裂这一物理本质.
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| 关 键 词： | 金属多层膜 变形 断裂 界面 尺度 |
Deformation and fracture behavior of several metallic multilayers and mechanisms |
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| Zhang Guang-Ping,Li Yuan-Ping,Zhu Xiao-Fei,Zhang Bin. Deformation and fracture behavior of several metallic multilayers and mechanisms[J]. Journal of Nanjing University: Nat Sci Ed, 2009, 45(2) |
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| Authors: | Zhang Guang-Ping Li Yuan-Ping Zhu Xiao-Fei Zhang Bin |
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| Affiliation: | 1.Shenyang National Laboratory for Materials Science;Institute of Metal Research;Chinese Academy of Sciences;Shenyang;110016;China;2.School of Materials and Metallurgy;Northeastern University;110004;China |
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| Abstract: | Recent research progresses in strength,deformation and fracture behavior of metallic multilayers have been systematically reported in this paper,with the emphasis on our work on the mechanical behavior and the effects of length scale and interface structure of several typical metallic multilayers(Cu/Au,Cu/Cr,Cu/Ta etc.).It is found that the strength of the metallic multilayers is enhanced with the decrease in individual layer thickness,and finally saturates at a critical length scale.Theoretical analysis re... |
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| Keywords: | metallic multilayer deformation fracture interface length scale |
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