郗　旸，张淇萱，李才巨，谭　军，朱心昆，王　刚，易健宏

(1 昆明理工大学 材料科学与工程学院，昆明 650093；2 上海大学 微观结构实验室，上海 200444)



Mo离子注入对纯铜表面纳米层稳定性的影响

郗旸1，张淇萱1，李才巨1，谭军1，朱心昆1，王刚2，易健宏1

(1 昆明理工大学 材料科学与工程学院，昆明 650093；2 上海大学 微观结构实验室，上海 200444)

采用表面机械研磨处理(SMAT)对纯铜进行表面改性，通过金属蒸汽真空弧离子注入技术在纳米表层注入Mo离子。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电镜(SEM)观察SMAT处理效果，表面存在纳米层和变形层，通过原子力显微镜(AFM)表征纳米层的晶粒尺寸。结果表明：晶粒尺寸得到了显著的抑制，表面纳米层的晶粒在退火后长大到163nm，而注入了Mo离子的只长大到72nm。此外，SMAT并离子注入后材料表面的硬度仅达到SMAT试样的3.5倍，是纯Cu基体硬度的7倍左右。Mo离子的分散和由SMAT及离子注入引入晶体缺陷的反应促使了这些优化现象的产生。

表面机械研磨处理；离子注入；表面纳米层；微观结构；硬度

纯铜具有良好的韧性、机加工性以及导电导热性能，然而，较低的强度和硬度却限制了其应用前景。在近几十年来，纳米材料由于其独特的微观结构而具有的优秀物理化学性能，逐渐走进人们的视野[1-5]。表面机械研磨处理(Surface Mechanical Attrition Treatment，SMAT)是制备纳米结构表层的一种有效手段，与此同时仍保留了基体材料的本征结构[7]。Lu等[7]系统探讨了SMAT对Fe微观组织的改变，表明了其细化晶粒的显著作用。张洪旺等[8]分析研究了304钢进行SMAT后晶粒细化的机理及相关性能，提出SMAT是晶粒碎化与纳米尺度新相形成共同作用的结果。……