一種納米晶-非晶雙相複合塗層及其製備方法

簡介

本創新涉及一種金屬材料及其製備方法，通過磁控濺射過程一次性沉積金屬塗層。塗層厚度可在0.5～50微米範圍調節，20釐米×30釐米大面積的鍍膜均勻區拓寬了該塗層的工業應用。

商品化機會

可展示完整的試驗系統

解決方案

由於反霍爾-佩奇效應以及形變過程中剪切帶的軟化效應，單相納米晶合金和單相金屬玻璃通常在小於2 %的應變下發生軟化，能承受的最大應力約為E/85~E/50。因此，這些材料的強度很難達到E/20的理論強度值。

創新技術

本創新為一種原位形成的具有非晶-納米晶雙相結構的鎂基合金，其3.3 GPa的超高強度是至今報導的最強鎂合金的3倍，達到理論強度值，並打破常溫下材料的尺寸效應。
這種納米雙相-玻璃納米晶材料可以製備成100毫米x 100 毫米x 10 微米以上的尺寸，這要大於傳統的近乎理想強度的材料。因此，有利於該材料在大面積上作為塗層的應用。
通過調節磁控濺射的工藝參數，這種創新的製備方法容易控制納米晶-非晶雙相（NDP-GC）結構的成分和塗層厚度，從而拓寬這種具有理論強度的材料在金屬薄膜領域的應用。

主要成效

納米材料的大面積應用
容易控制納米晶-非晶雙相（NDP-GC）結構材料的成分和塗層厚度
拓寬了具有理論強度的材料在金屬薄膜領域的應用
性能優異的可生物降解材料，可用於生物植入體；具有優異的力學性能，可用作其它輕質材料

獎項

該研究成果作為封面文章在《自然》雜誌上發表（2017年）

應用範疇

用於筆記型電腦、智能手機、柔性電子產品的耐磨表面塗層
高強度的微機電系統器件
3D打印結構
用於骨科手術的鎂基植入體

專利申請

美國專利：US 10,895,006
美國專利：US10,428,418
美國專利：US 11,168,401

香港城市大學

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