北京治疗白癜风专科 https://yyk.39.net/bj/zhuanke/89ac7.html薄膜金属玻璃（thin-filmmetallicglasses，TFMG）具有高强度和硬度，且较块体金属玻璃具有更好的韧性和摩擦学性能，在电子设备、航空航天、光电子和生物医学等领域用作保护性涂层。与其他涂层系统一样，TFMG易发生分层和剥离，不仅影响美观性，还影响产品的寿命和性能。刮擦实验是研究涂层黏附失效的有效方法之一，已有许多学者通过刮擦实验对宏观和微观尺度下的TFMG的黏附失效行为进行了研究。与宏观/微观尺度的TFMG相比，纳米尺度的TFMG表现出完全不同的性能，对TFMG纳米级变形行为的研究还比较有限。对此，韩国西江大学HyungyilLee团队研究了基底和厚度对锆基薄膜金属玻璃（Zr-TFMG）纳米刮擦行为的影响。作者采用直流磁控溅射法在四种基底上制备了不同厚度的Zr-TFMG，四种基底由硬度排序分别为：SSSSLSLGSi。通过纳米刮擦实验，发现软质基底（SS和SSL）上的Zr-TFMG在刮擦过程中出现分层和剥离，而硬质基底（SLG和Si）上的Zr-TFMG未发生黏附失效（图1）。增加Zr-TFMG的厚度至nm，同时增加刮擦线性法向载荷的最大值（刮擦距离保持不变），Zr-TFMG在SS、SSL和SLG基底上发生分层和剥离，而在Si基底上只发生分层，其中各系统的分层和剥离临界载荷都有所增加。随着厚度增加至nm，软质基底上Zr-TFMG的分层和剥离临界载荷继续增加，而硬质基底上的Zr-TFMG不再发生剥离失效，刮擦失效行为转变为涂层自身的磨损和材料去除。
图1不同基底上Zr-TFMG纳米刮擦实验的全景光学图像
同时，作者根据刮擦实验结果，使用Burnett和Rickerby模型计算得到了Zr-TFMG涂层的界面能。通过能量色散X射线光谱分析不同厚度的Zr-TFMG，发现由溅射过程中产生的等离子体形成了一个界面层。界面层厚度会影响涂层和基底之间的黏附力，其会随基底类型和涂层厚度的变化而变化（图2）。图2不同厚度Zr-TFMG界面层的SEM图像。
作者通过纳米刮擦实验，研究了基底和涂层厚度对Zr-TFMG刮擦行为的影响，给Zr-TFMG的设计与应用工作提供了良好的参考价值。文中使用硬度为主要指标区分不同基底，已有学者通过数值模拟的方法分析了基底模量和塑性变形对界面失效机理的影响，也可使用类似的方法分析硬度的影响。该研究认为界面层对涂层的黏附性能起主要作用，也可对界面层的力学性能进行测定，分析其对该涂层系统的刮擦破坏行为的影响机理。相关研究工作以“InfluenceofsubstratetypeandfilmthicknessonthefailuresofZr-basedthin-filmmetallicglassundernanoscratch”为题发表于《Wear》。全文链接：
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