一种纳米晶-非晶双相复合涂层及其制备方法

简介

本创新涉及一种金属材料及其制备方法，通过磁控溅射过程一次性沉积金属涂层。涂层厚度可在0.5～50微米范围调节，20厘米×30厘米大面积的镀膜均匀区拓宽了该涂层的工业应用。

商品化机会

可展示完整的试验系统

解决方案

由于反霍尔-佩奇效应以及形变过程中剪切带的软化效应，单相纳米晶合金和单相金属玻璃通常在小于2 %的应变下发生软化，能承受的最大应力约为E/85~E/50。因此，这些材料的强度很难达到E/20的理论强度值。

创新技术

本创新为一种原位形成的具有非晶-纳米晶双相结构的镁基合金，其3.3 GPa的超高强度是至今报道的最强镁合金的3倍，达到理论强度值，并打破常温下材料的尺寸效应。
这种纳米双相-玻璃纳米晶材料可以制备成100毫米x 100 毫米x 10 微米以上的尺寸，这要大于传统的近乎理想强度的材料。因此，有利于该材料在大面积上作为涂层的应用。
通过调节磁控溅射的工艺参数，这种创新的制备方法容易控制纳米晶-非晶双相（NDP-GC）结构的成分和涂层厚度，从而拓宽这种具有理论强度的材料在金属薄膜领域的应用。

主要成效

纳米材料的大面积应用
容易控制纳米晶-非晶双相（NDP-GC）结构材料的成分和涂层厚度
拓宽了具有理论强度的材料在金属薄膜领域的应用
性能优异的可生物降解材料，可用于生物植入体；具有优异的力学性能，可用作其它轻质材料

奖项

该研究成果作为封面文章在《自然》杂志上发表（2017年）

应用范畴

用于笔记本电脑、智能手机、柔性电子产品的耐磨表面涂层
高强度的微机电系统器件
3D打印结构
用于骨科手术的镁基植入体

专利申请

美国专利：US 10,895,006
美国专利：US10,428,418
美国专利：US 11,168,401

香港城市大学

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