收藏本站
《大连海事大学》 2000年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纯铁表面离子渗氮层显微组织及氮化物的高分辨电子显微镜研究

刘志权  
【摘要】: 材料表面氮化是一种重要的表面改性技术,氮化层显微组织的观察分析,对改进工艺、提高性能和开发新技术是不可或缺的。以往对氮化层显微组织的观察分析多限于光镜和普通电镜,还缺少高分辨电镜的观察结果。近年来的研究还表明,经氮化的Fe-N薄膜是在微电子工业中有极大应用潜力的磁性材料,但对其中of/-Fe“N:晶体结构和磁学性能的研究还需深入。此外, 以往对丫,-Fe,N及£-Fe:-,N氮化物的分析研究,特别是对s超结构的研究,也缺少纳米尺度和原子尺度的实验结果。 本文利用电子衍射技术和高分辨电子显微技术,对纯铁离子渗氮层显微组织及其中存在的o//,/和s氮化物进行了研究,在组织结构、取向关系、晶体缺陷、界面、长周期、超结构及N原子成像等方面做了较为细致的工作,获得了以下主要结果: 1. 纯铁离子渗氮层由化合物层和扩散层组成,化合物层分为c/Y,柱状晶化合物层和丫,等轴晶化合物层。柱状晶化合物层中了,条片以典型的hcp→fcc转变机制从s中析出,与c构成交替排列的片层结构:片层间以共格界面相连,上面存在丫,片层的生长台阶;单个s和/片层内部晶格完整,没有晶体缺陷,不同/片层间存在孪晶关系。等轴晶化合物层由/单相晶粒构成,晶内存在大量层错和孪晶缺陷;层错在晶界形核,向晶内扩展;孪晶有{111}l和{112}L两种孪晶,二者相互作用可形成规则的孪晶台阶。 2.扩散层为含有丫,和of/析出相的含氮铁素体o,其中丫’分为层错片型和非层错片型两种类型。层错片型/的微结构为贯穿整个截面的平行层错片,大量层错片的存在使界面结构变得复杂;在单向层错所在{111}L面之外的另外{111},,面上,观察到了/的分段滑移和错动这一未曾报道的现象。非层错片型丫,中存在位错、层错、小角度晶界及 不同取向亚晶粒等缺陷。N原子偏离正常有序位置在Q12、方向调制 会形成长周期结构,该现象在氮化物中被首次观察到。第一次在扩散 层中发现了六方结构的卜Fe。川相,该相是通过fcc-hcp转变机制在 非层错片型丫冲生成的亚晶粒。 3.扩散层中a’‘的析出具有非均质特征,形貌为独特的长条薄 片,以基体的{100L为析出面,长轴平行于… \晶向,这与典型的 园盘片状a”在淬火退火过程中的均质析出不同。分析提出材料中的浓 度梯度可以导致析出相的非均质析出,这对于研究具有成分梯度材料 中相的析出行为具有一定意义。高分辨观察结果表明,a’与基体a的 相界面较宽且弯曲,共格特征不明显,在a‘’内部存在位错及对称倾斜 晶界等缺陷。首次获得a’‘-Y’氮化物转变的直接证据,证明层错片型丫 可以在。”上亘接形核析出。经系统分析证明,。”的J肌k刁 和 JdCkZ 结构都产生满足体心消光规律的衍射谱,纠正了有关报道中认为 Jack-2结构产生面心消光规律衍射谱的观点。 4 提出了一种辨别。及其超结构。’和。’‘的有效方法一“基胞取 向”衍射,并在实验中进行了有效运用。首次排除。’和Y’二次衍射影 响,获得了。”超结构的系列电于衍射花样,第一次用其它方法验证了 发现此超结构的X射线衍射实验结果。 5.首次将轻原于成像法的思想用于氮化物的观察分析,为辨别 结构类型相同但成分不同的/fe加和/fe加两种超结构提供了确凿 的理论依据。通过拍摄的s’*e川高分辨像,第一次从原子水平确认 了一超结构的存在,并展示了s’fe川因样品厚度不同而产生的不同构 型的 Fe原子像和 N原子像。
【学位授予单位】:

知网文化
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978