A hőkezelés hatása a 2D nanoszerkezetű Au/NiFe rendszer mikroszerkezetére és mechanikai tulajdonságaira

(a, b) —Az előkészített Au/NiFe minta (mérete 10 × 10 µm 2) és a megnagyított fragmentum (mérete 3 × 3 µm 2) felületi mikroszerkezetének képe, amelyet AFM mód alkalmazásával kapunk szemcseméret-eloszlással. (c, d) - ugyanaz az Au/NiFe mintánál T = 100 ° C hőmérsékleten végzett hőkezelés után. (e, f) - ugyanaz T = 200 ° C-on. (g, h) - ugyanaz T = 300 ° C-on, (i, j) - ugyanez T = 400 ° C-on. A képeket közvetlenül szintézis vagy hőkezelés után készítettük oxid eltávolítás nélkül.

nanoanyagok

A legvalószínűbb szemcseméret növekedése a hőkezelés során az koaleszcencia két szakaszában. A legvalószínűbb szemcseméretet a szemcseméret-eloszlást leíró függvény maximumaként határoztuk meg a Gauss-törvény szerint.

A nanoindentációval vizsgált hőkezelés után 10 nm (fekete négyzetek) és 50 nm (piros körök) mélyedési mélységű Au/NiFe nanostrukturált rendszer mechanikai tulajdonságai. a) a keménység függése, (b) Young modulusa és (c) az elasztoplasztikus alakváltozással szembeni ellenállás a hőkezelési hőmérsékleten.

A (a) előkészített Au/NiFe nanoszerkezetű rendszer 10 nm (fekete pontok) és 50 nm (piros pontok) mélységében nanoindentálással kapott karakterisztikus deformációs görbék (terhelés-kirakodás) és ugyanazon rendszer ( b) 100 ° C, (c) 200 ° C, (d) 300 ° C és (e) 400 ° C. A kék nyilak azt a pillanatot jelzik, amikor a bemélyedő áthalad az oxid és a fém határfelületén.

A hőkezelési hőmérséklet hatása az aranyrétegek diffúziójára egy alrétegből a NiFe filmbe: a diffúziós együttható és az aranyatomok relatív koncentrációjának számított értékei 550 nm (vagy h = 50 nm) és 590 nm (vagy h = 10) távolságban nm) az Au/NiFe interfészről.

Absztrakt

300 ° C - a szemcseméret fokozatos növekedése során. Az Au/NiFe nanostrukturált rendszer mechanikai tulajdonságait nanoindentálással vizsgáltuk két különböző mélyedési mélységben, 10 és 50 nm között. Az eredmények a hőkezelés ellentétes hatását mutatták a felületközeli réteg mechanikai tulajdonságaira és az anyag térfogatára. A felület homogenizálása oxidációs aktiválással kombinálva a felszínközeli réteg rendellenes megerősödéséhez és megkeményedéséhez vezet. Ugyanakkor a keménység és a Young modulusának nemlineáris csökkenése a hőkezelés növekvő hőmérsékletével jellemzi a nanostrukturált NiFe belső térfogatát. Ennek a jelenségnek a magyarázatát a szemcsetérfogat/szemcsehatárok arányának megváltoztatásának és a termikusan aktivált diffúz aranyatomok koncentrációjának növeléséből adják az alrétegtől a NiFe filmig.