温度对电沉积纳米孪晶Ni显微结构及纳米压痕力学性能的影响

作     者：成宇浩 张跃飞 毛圣成 韩晓东 张泽 

作者机构：北京工业大学固体微结构与性能研究所北京100124 浙江大学材料科学与工程系杭州310058 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2012年第48卷第11期

页      面：1342-1348页

核心收录：

学科分类：0806[工学-冶金工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目10904001和51001003 北京市教委重点基金项目KZ201010005002资助~~ 

主　　题：电沉积 纳米孪晶Ni 显微结构 纳米压痕硬度 

摘      要：在镀液成分、pH值、沉积电流密度和脉冲占空比等工艺参数不变的条件下,利用脉冲电沉积技术在镀液温度分别为30.50和80℃时制备了包含高密度纳米孪晶片层结构的纳米晶Ni薄膜.利用SEM,XRD和TEM研究了镀液温度对纳米孪晶Ni薄膜的沉积速率、择优取向、晶粒尺寸、孪晶片层特征尺寸(长度和厚度)以及生长规律的影响;利用HRTEM揭示了纳米孪晶Ni的孪晶界面微观结构特征,利用纳米压痕技术研究了温度对Ni薄膜纳米压痕硬度的影响.研究结果表明:脉冲电沉积纳米孪晶Ni薄膜的生长速率在20—30 nm/s之间,镀液温度为30和50℃时Ni薄膜沿(220)面择优生长,80℃时转变为沿(200)面择优生长;随着镀液温度的升高,Ni薄膜的平均晶粒尺寸由900 nm减小到300 nm,晶粒内部孪晶片层的厚度由60 nm降低到28 nm;50℃时纳米孪晶Ni薄膜的纳米压痕硬度平均值最高,达3.75 GPa.