5083铝合金表面化学镀NiP镀层的力学性能-东北大学.PDF

第３６卷第３期 东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．３ ２０１５年 ３月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｍａｒ．２０１５ 　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－３０２６．２０１５．０３．０１８ ５０８３铝合金表面化学镀 Ｎｉ－Ｐ镀层的力学性能 任桂华，张　滨 （东北大学 材料各项异性与织构教育部重点实验室，辽宁 沈阳　１１０８１９） 摘　　　要：采用化学镀方法在５０８３铝合金基体上制备了Ｎｉ－Ｐ非晶薄膜，采用纳米压痕技术在不同应变 速率下研究Ｎｉ－Ｐ非晶薄膜的硬度、弹性模量和变形行为．结果表明，Ｎｉ－Ｐ非晶薄膜硬度不是一个恒定值， 与纳米压痕的压入深度有关，而弹性模量基本保持不变；载荷－深度曲线出现跳跃及台阶现象与应变速率有 关，应变速率愈慢，曲线出现台阶现象越明显；跳跃台阶源于单个剪切带的开动，而在高的应变速率条件下，由 于多个剪切带的开动，曲线上便不出现跳跃台阶． 关　键　词：Ｎｉ－Ｐ非晶薄膜；纳米压痕；力学性能；硬度；弹性模量 中图分类号：ＴＧ１１３２５　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－３０２６（２０１５）０３－０３８３－０５ ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮｉＰＣｏａｔｉｎｇｓＰｒｅｐａｒｅｄｂｙＥｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ＰｌａｔｉｎｇｏｎＳｕｒｆａｃｅｏｆ５０８３ＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙ ＲＥＮＧｕｉｈｕａ，ＺＨＡＮＧＢｉｎ （ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＡｎｉｓｏｔｒｏｐｙａｎｄＴｅｘｔｕｒｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＺＨＡＮＧＢｉｎ，Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｂ＠ａｔｍ．ｎｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｍｏｒｐｈｏｕｓＮｉＰｆｉｌｍｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｏｎ５０８３ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｂｙｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｌａｔｉｎｇ．ＴｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮｉＰｆｉｌｍｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒａｉｎｒａｔｅｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙ ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎｔｅｓｔｓ．ＩｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｏｆＮｉＰｆｉｌｍｓｉｓｎｏｔｃｏｎｓｔａｎｔ，ｗｈｉｃｈｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎｄｅｐｔｈ．Ｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｉｓａｌｍｏｓｔｉｎｖａｒｉａｂｌｅ．Ｄｉｓｃｒｅｔｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｂｕｒｓｔｓａｎｄｊｕｍｐｉｎｇｓｔｅｐｓｉｎ ｌｏａｄｄｅｐｔｈｃｕｒｖｅｓａｒｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｒａｔｅ．Ｔｈｅｓｌｏｗｅｒｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｒａｔｅｉｓ，ｔｈｅｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓｔｈｅｃｕｒｖｅｓｔｅｐｓａｐｐｅａｒ．Ｔｈｅｄｉｓｃｒｅｔｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｂｕｒｓｔｓｔａｒｔｓｆｒｏｍａｓｉｎｇｌｅｓｈｅａｒｂａｎｄ．Ｉｎ ａｈｉｇｈｓｔｒａｉｎｒａｔｅ，ｊｕｍｐｉｎｇｓｔｅｐｓｄｏｎｏｔａｐｐｅａｒｏｎｃｕｒｖｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｉｎａｍｏｒｐｈｏｕｓＮｉＰｆｉｌｍｓ；ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｈａｒｄｎｅｓｓ； ｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓ 　　微电子机械系统（ＭＥＭＳ）广泛地应用于信 要的理论意义和应用价值．沉积在Ａｌ－Ｍｇ合金 息、交通及军事等多个领域．ＭＥＭＳ器件多是由 上的Ｎｉ－Ｐ非晶薄膜是典型的计算机硬盘材料， 薄膜材料经过微加工等手段制备的，对于这些高 开展其力学行为的研究对于计算机等硬盘类材料 度集成的微纳电器件，人们往往关心其强大功能 的服役可靠性评价至关重要． 的实现，而器件在服役过程中其可靠性却常常被