Al_xCoCrFeNi高熵合金薄膜的导电性能研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaopingchina99
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高熵合金(HEA)由多个主要元素构成并且具有高度的化学无序性,因此可将其视为复杂的高浓度的固溶体型合金。而浓固溶体合金由于在导电性能方面具有高电阻率,低电阻温度系数(TCR)等特征而常作为薄膜电阻材料应用,因此HEA在此领域也应具有一定的潜力。本文希望研究AlxCoCrFeNi HEA薄膜的电阻温度行为以及硬度和弹性模量等方面的性能特征,并分析Al含量变化对薄膜性能的影响,从而发掘AlxCoCrFeNi HEA薄膜的应用潜力。采用磁控溅射法在单晶Si(100)基片上制备成分连续变化的AlxCoCrFeNi(x=0-1)HEA薄膜。首先针对Al含量较高(各元素含量相差较小,最符合HEA特征)的成分为x=0.7和1的Alx CoCrFeNi薄膜进行研究,并与成分相近的块体HEA对比以建立对HEA薄膜导电性能的基本认识。研究表明:HEA薄膜由FCC和BCC相的纳米柱状晶构成,比以BCC和B2相为主的块体具有更高的化学无序程度和硬度。薄膜和块体均具有较高的室温电阻率(100–550μΩ·cm),主要由于AlxCoCrFeNi HEA的电阻率受到严重的晶格畸变以及过渡族金属s-d散射效应的影响。HEA薄膜电阻率随温度的变化在室温至565 K的阶段十分平缓,在此温度后薄膜发生BCC?B2的有序化转变而使电阻率出现大幅下降。块体HEA电阻率在室温至723 K的阶段缓慢上升,随后发生BCC?σ+FCC的相变使电阻率温度曲线发生小幅度的微扰。在考虑了声子散射,缺陷散射与s-d散射效应几方面因素后得到等式ρ=b0+b1T(1-b2T2)用于描述薄膜和块体在相变前的电阻率变化。AlxCoCrFeNi HEA具有较大的室温电阻率和很小的TCR,其电阻温度行为属于无序固溶体范畴。在了解HEA薄膜导电性能基本特征的基础上,进一步分析Al含量变化对AlxCoCrFeNi(x=0-0.65)HEA薄膜性能的影响。此成分区间的薄膜均由FCC和BCC两相构成。Al0.09至Al0.47薄膜的室温电阻率随Al含量增大,主要原因为晶格畸变程度变大而使散射增强。Al0薄膜电阻率最高,主要因为其完全由过渡族金属构成,s-d散射效应最强烈。在电阻温度行为方面,此成分区间的薄膜电阻率也呈现先平缓变化后大幅降低的趋势。但Al0薄膜电阻率的下降温度点(512 K)明显低于其他薄膜(565 K),说明Al元素的加入能够提高薄膜的有序化温度。将AlxCoCrFeNi HEA薄膜的电阻率与TCR同常用薄膜电阻材料比较后发现,AlxCoCrFeNi HEA薄膜可以在较大的范围调整电阻率的同时保持很低的TCR,尤其是Al0.7CoCrFeNi RF薄膜同时拥有很高的电阻率(535.9μΩ·cm)和极小的TCR(-5 ppm/K),这是传统合金的溅射态薄膜难以达到的。HEA多组元的理念能够为其带来了多方面的应用潜力,同时能够带给薄膜电阻领域更大的发展空间。
其他文献
斜拉桥跨度日益增大,风荷载作用下其稳定性问题也愈发严峻,尤其是开口截面主梁斜拉桥,其抗扭刚度相对较弱,静风非线性效应突出。本文总结了前人关于斜拉桥静风稳定性研究成果
20世纪以来,随着美国高等教育的迅速发展,对大学教师宪法权利的保护也发生了积极的变化,尤其是对大学教师言论自由的保护。正因为美国联邦政府通过行政、立法和司法手段,突破了过去在形式、内容和范围上的历史和传统局限,促进了高等教育领域宪法权利保护的发展和进步。美国联邦最高法院在保证大学教师言论自由中具有独特的作用,最高法院的决定在高等教育领域中具有重要的影响。虽然美国宪法规定教育管理的权力属于各州,但联
在高等教育内涵式发展的今天,高校要做到结合自己的特色,充分发挥自身优势,就必须重视教师的学术性发展。高校的发展历史充分验证了学术性既是高校发展也是教师发展的本质属性,高校教师评价是以高校教师学术性发展的需求为出发点,对教师的学术创新、知识整合、应用与传承进行评价,服务于教师的学术性发展与持续改进的活动,其过程强调学术人与学术组织的和谐发展。教师学术性发展受诸多因素的影响和制约,其中,高校教师评价是
在石油、天然气等资源高度开发的大背景下,地震勘探技术的发展趋势越来越严峻。垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling VSP)技术是常规地面地震剖面技术的延伸,是一种精细
纤维增强整体叶环是为了进一步满足航空发动机增推减重的要求而采用的一种新型结构部件,它去掉了整体叶盘中的轮盘部分,加入增强纤维来承受高额的离心载荷。为了实现整体叶环
滑动轴承作为支撑轴承类零件的重要机械组件,承担着轴承间作相对运动的主要作用,滑动轴承的摩擦学性能直接影响着整个机械元件的使用寿命、工作效率。最近研究表明,表面织构
蛛网膜下腔出血(Subarachnoid Hemorrhage,SAH)是一种具有高致死率和高致残率特点的脑血管疾病。小胶质细胞作为中枢神经系统的(Central Nervous System,CNS)固有免疫细胞,在SAH后通过释放多种炎症因子参与炎症反应,因此,调节活化小胶质细胞介导的神经炎症成为SAH的潜在治疗策略。最新研究表明,骨髓间充质干细胞(Bone Marrow-derived Me
2016年3月在全国人大闭幕会议上,《中华人民共和国慈善法(草案)》获表决通过。通过法律积极引导与规范我国慈善事业的发展,将宝贵的捐赠资源充分利用到真正需要的地方,对于精
NdFeB永磁在如今工业领域中的应用范围不断地拓展,这对磁体的磁性能,尤其是矫顽力和高温下的稳定性也提出了更高的要求。同时,磁体中稀土的大量使用也使得磁体的成本成为了不
南水北调中线工程是解决我国水资源分配不均的重要调水工程,北方渠段冬季输水时有冰塞等灾害发生。目前调水工程冰塞风险评估存在冰塞风险因子辨识不系统、评估方法存在视角