等原子比 CoCrFeNi 薄膜在 (0001)α-Al2O3 上的微观结构演化与热稳定性
材料科学
2020-05-07 v1
摘要
在室温下于 (0001)α-Al2O3（c-蓝宝石）上沉积了均匀的面心立方（fcc）多晶 CoCrFeNi 薄膜。在 973 K 至 1423 K 之间研究了 200 至 670 nm 厚薄膜的相与形貌稳定性。fcc 相持续存在，而原本宽 30–100 nm 的柱状晶粒的 <111> 织构演化为约 10 或约 1000 微米宽的晶粒。只有与蓝宝石具有特定取向关系的晶粒生长；如同纯 fcc 金属（M）薄膜的情况，发现了 4 种取向关系（OR）：OR1（M(111)[1-10]//α-Al2O3 (0001)[1-100]）与 OR2（M(111)[1-10]//α-Al2O3 (0001)[11-20]）及其孪晶变体（OR1t 与 OR2t）。低于 1000 K 时，薄膜微观结构稳定为 10 微米宽的 OR1 与 OR1t 孪晶晶粒，与薄膜厚度无关。高于 1000 K 时，OR2 与 OR2t 晶粒扩展至超过薄膜厚度 1000 倍以上的尺寸。退火时，薄膜根据晶粒生长与晶界沟槽化竞争动力学的不同，或保持完整或发生破裂。作为薄膜稳定性主要因素的晶界三叉点被追踪。较薄薄膜与较高温度有利于通过从三叉点沟槽至衬底的孔洞发生去润湿，从而使薄膜破裂。OR2 与 OR2t 晶粒的晶界迁移足够快，克服了可能引发破裂的孔洞形核。在等效同源退火温度下，该复杂合金中 OR2 与 OR2t 晶粒的生长快于纯 fcc 金属。
引用
@article{arxiv.2005.02883,
title = {Microstructure evolution and thermal stability of equiatomic CoCrFeNi films on (0001)alpha-Al2O3},
author = {Younes Addab and Maya K. Kini and Blandine Courtois and Alan Savan and Alfred Ludwig and Nathalie Bozzolo and Christina Scheu and Gerhard Dehm and Dominique Chatain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.02883},
year = {2020}
}
备注
6 figures and 3 tables