非晶合金的研究近年来已经取得了巨大的进展,国内外很多学者对其进行了相关研究。本论文以CuZr-基非晶合金薄膜为研究对象,对其非晶形成能力、结构特征和机械性能进行了研究。因为磁控溅射靶材制作的原因,我们选用了Cu50Zr50作为研究对象,因为非晶合金是长程无序的,即其结构在宏观上看是均匀的,为了说明材料的结构改变和性能之间的关系,我们引入了界面的概念。在常温环境下制备材料时,我们主要研究不同腔室压强下各种参数对非晶合金速率和结构的影响;在机械性能方面,本课题组提出了通过调整界面的体积分数,来调控非晶合金的力学性能;通过制备薄膜时对基底进行升温,研究基底温度对薄膜结构和性能的影响。这些对非晶合金薄膜的结构和性能联系的进一步研究具有重要的意义。本论文的主要研究工作及相关结论如下:(1)研究不同腔室压力对薄膜结构和性能影响。实验结果表明:当腔室压力在0.1~2Pa范围变动时,薄膜的沉积速率在0.5Pa时最快,随着腔室压强的变大或者变小,沉积速率都下降,并且压强在0.1~0.5Pa之间变化时,速率的变化较为剧烈;薄膜的X射线衍射实验结果表明:有明显的“馒头峰”存在,所以可以确定薄膜是非晶结构;透射电子显微镜的结果表明:有明显的光晕存在,进一步确定薄膜是非晶结构;通过扫描电子显微镜观察发现,薄膜的断面呈现柱状结构,也说明了其生长方式,并且随着腔室压强的逐渐增大,薄膜样品的“非晶晶粒”尺寸逐渐减小;通过纳米压痕实验得到薄膜的力学性能,结果表明:腔室压强从0.1Pa增大到2Pa期间,硬度逐渐减小,除此之外,弯曲变形的结果说明:薄膜表面的裂痕在拉应力的作用下沿着界面延伸,并且裂缝主要发生在较大的几个“非晶晶粒”的边界上;这种变化说明了随着晶界体积分数的增加,Cu50Zr50非晶合金薄膜的硬度降低,塑性增强。(2)研究不同基底温度对薄膜结构和性能得影响。实验结果表明:基底温度对薄膜的沉积速率的影响不明显,并且相对常温下沉积速率略慢;扫描电子显微镜和原子力显微镜的结果表明:随着温度的升高,薄膜的“非晶晶粒”尺寸逐渐增大;观察薄膜断面的扫描电子显微镜的图发现,其呈现柱状结构,这也说明了薄膜的生长模式;通过纳米压痕实验得到薄膜的力学性能,结果表明,随着基底温度的逐渐升高,薄膜的硬度逐渐增大;这种结果也符合反Hall-Petch关系,即当材料的“晶粒”尺寸逐渐减小时,其硬度逐渐减小,塑性逐渐增大。