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2019-06-22
西安交通大学教授孙军团队及合作者，采用磁控溅射方法制备了纳米结构的铝/非晶氮化铝多层膜，并在铝层中观察到明显的纳米孪晶和9R相。相关论文近日刊登于《材料学报》。
纳米孪晶作为一种特殊的微观组织可为金属材料带来诸如高强度、高电导、高稳定性等优异性能。但迄今为止，相关研究大多局限于具有中、低层错能的金属材料，如铜和银等，而在具有高层错能的金属如铝中很难形成纳米孪晶组织。
据研究人员介绍，9R相是一种扩展的非共格孪晶界，具有周期性排列的层错结构。由于在铝中9R相比纳米孪晶更不稳定，其制备难度亦高于纳米孪晶。该团队提出基于异质界面物理和界面化学的铝层纳米孪晶和9R相形成机理，即氮化铝非晶层中未成键氮原子向铝层中扩散，形成了氮原子从界面到层中心的梯度分布，在降低界面处局部层错能的同时，由于梯度作用从界面处诱发了纳米孪晶和9R相。由于氮原子分布梯度与铝层层厚密切相关，因此形成了纳米孪晶和9R相的层厚尺度效应。
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