Microstructure and nanomechanical behavior of sputtered CuNb thin films

  • We report on the mechanical properties of Cu–Nb alloys produced by combinatorial magnetron sputtering. Depending on the composition, the microstructure is either fully amorphous (~30–65 at.% Cu), a dispersion of Cu crystallites in an amorphous matrix (~70 at.%), or a dominant crystalline phase with separated nanoscale amorphous zones (~80 at.% Cu). Nanomechanical probing of the different microstructures reveals that the hardness of the fully amorphous alloy is much higher than a rule of mixture would predict. We further demonstrate a remarkable tunability of the resistance to plastic flow, ranging from ca. 9 GPa in the amorphous regime to ca. 2 GPa in the fully crystalline regime. We rationalize these findings based on fundamental structural considerations, thereby highlighting the vast structure-property design space that this otherwise immiscible binary alloy provides.

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  • Nanomechanical Behavior of Sputtered CuNb Thin Films.pdf
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Metadaten
Autoren/innen:M. Abboud, A. Motallebzadeh, O. Duygulu, Robert Maaß, S. Özerinc
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Intermetallics
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.0 Abteilungsleitung und andere
Verlag:Elsevier
Verlagsort:Amsterdam
Jahrgang/Band:136
Aufsatznummer:107249
Erste Seite:1
Letzte Seite:7
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Deposition microstructure; Mechanical properties; Metallic glasses; Nanocrystalline structure; Thin films
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialdesign
DOI:https://doi.org/10.1016/j.intermet.2021.107249
ISSN:0966-9795
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:09.06.2021
Referierte Publikation:Nein