采用Zr65Cu35和Nb双靶直流共溅射方法,通过调节Nb靶的溅射功率,制备了不同Nb含量的Zr Cu Nb非晶薄膜。分别使用能谱仪、X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜观察Zr Cu Nb非晶薄膜的成分与结构,最终选择具有优异非晶形成能力的Zr53Cu38Nb9成分溅射到纯Zr基片上,以制备锆基非晶复合材料。研究测试Zr53Cu38Nb9非晶复合材料的力学性能与耐腐蚀性能。结果表明:与纯Zr基片相比,复合材料在弹性阶段力学性能无明显差异;而在塑性变形阶段,由于非晶薄膜与纯Zr基片的变形与断裂机制不同,该复合材料具有更好的拉伸塑性,其表现为非晶膜厚为280 nm、640 nm和960 nm的复合材料的最大拉伸塑性形变较纯Zr基片分别提高了2.72%、5.22%、4.27%;在耐腐蚀性能方面,非晶膜厚为640 nm的复合材料与纯Zr基片相比,具有较小的自腐蚀电流密度icorr、较正的腐蚀电位Ecorr以及较大的容抗弧半径,表现出更优异的耐腐蚀能力。因此,该新型Zr基复合材料在核材料领域具有潜在的应用。
