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非晶态合金原子的排列方式与无机玻璃相似,具有短程有序而长程无序的特点,没有晶胞和晶粒等晶体学概念。该类材料具有一系列独特的物理、化学性质,特别是良好的力学性能,例如非晶合金的拉伸强度、硬度以及耐磨性能都明显优于相同成分的晶体合金。此外,与晶体合金相比,非晶合金还具有优异的耐腐蚀性能以及较强的耐中子辐射性能。 应用双靶磁控溅射技术制备Zr-Cu-Nb三元非晶合金,并研究其微观结构。以Zr65Cu35靶和Nb靶作为溅射靶材,保持Zr65Cu35合金靶的溅射功率为80 W不变,通过调节Nb靶的溅射功率,制备了不同成分的Zr-Cu-Nb非晶薄膜。分别使用能谱仪(EDS). X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对Zr-Cu-Nb非晶薄膜的成分与结构进行研究。结果表明:元素组成为Zr56Cu39Nb5、Zr54Cu39Nb7和Zr51Cu38Nbn的非晶薄膜内部含有部分原子规则排列的纳米晶颗粒,其直径为小于8 n m;而Zr53Cu38Nb9非晶薄膜具有完全无序状的非晶结构,其内部不存在纳米晶。选取不含有纳米晶的Zr53Cu38Nb9成分制作Zr-Cu-Nb合金溅射靶。 采用Zr53CU38Nb9合金靶溅射沉积制备锆基非晶复合核材料,基体为纯锆基片。通过拉伸试验和电化学方法对Zr53CU38Nb9非晶复合材料的力学性能与耐腐蚀性能进行研究,结果表明:与纯Zr基片相比,在弹性拉伸阶段,非晶复合材料的力学性能无明显改变;而在塑性变形阶段,由于非晶薄膜与晶态基片的变形与断裂机制不同,复合材料具有更好的拉伸塑性,其表现为非晶膜厚度为280 rnn、640 n m和960 n m的非晶复合材料的最大拉伸塑性形变较纯Z r基片分另lj提高了2.72%、5.22%、4.27%;在耐腐蚀性能方面,非晶膜厚度为640 n m的&53&138灿9非晶复合材料具有较小的自腐蚀电流密度C、较正的腐蚀电位Erorr以及较大的容抗弧半径,即Zr53Cu38Nb9非晶复合材料具有较强的耐腐蚀性能。该新型Z r基非晶复合材料可能符合核工业发展的需要,在核材料领域具有潜在的应用前景。