Ti3SiC2MAX相薄膜的合成及其氦损伤特性研究

Ti3SiC2MAX相薄膜的合成及其氦损伤特性研究是复旦大学在新材料领域的科技成果转化项目。 纳米层状晶体结构的三元化合物Ti3SiC2(MAXphases)是一种新型的高性能综合性陶瓷材料-金属陶瓷材料，在未来反应堆材料中具有潜在的应用可能性。该项目旨在探索低温度条件下溅射沉积Ti3SiC2薄膜，对Ti3SiC2材料进行离子辐照移位损伤和氦损伤特性的研究。为此课题组进行了以下几方面工作： (1)单相MAX材料薄膜的制备首次成功地用射频磁控溅射方式制备了MAX相薄膜材料。与直流磁控溅射相比，射频激发可大大增加等离子体密度，有益于降低沉积温度。靶材采用两种方式，一是有Ti、Si、C组成的复合靶，另一是Ti、Si复合靶+乙炔碳源。当采用复合靶时，在Si(001)衬底上、沉积温度为700℃时形成了高度(105)择优取向的单相Ti3SiC2晶体薄膜(分析为单晶)。当采用乙炔作为碳源生长Ti3SiC2薄膜时，在蓝宝石Al2O3基片上900℃时生成了(102)取向的单晶MAX相。 (2)Ti3SiC2材料辐照损伤研究用700keVSi、C和110keVHe离子分别对Ti3SiC2材料进行了辐照损伤研究。首次发现MAX材料在室温高损伤剂量下部分分解产生TiC纳米晶相，其损伤程度随剂量增加。但在20dpa辐照剂量下，未分解的晶体仍为晶相。随辐照温度增加，损伤降低，当辐照温度大于一定值(200℃)时，就无分解相TiC产生。在所调查的温度范围内，存在一最低损伤温度350℃。这一损伤现象是不同温度下移位级联中产生缺陷的迁移、聚集、复合不同行为作用的结果。He离子辐照损伤与Si、C离子不同的是在低辐照剂量下(0.1dpa)，峰向左位移并产生严重宽化，说明晶格膨胀和产生微观应力严重。这是由于注入的氦很容易扩散与空位结合从而产生较多的未被复合的间隙原子，同时氦也容易聚合产生自间隙原子的结果。 合作方式：技术许可。 该技术面向上海及全国企业产业化需求，可通过办厂易平台对接技术转移、许可转让与产学研合作。【办厂易技术经纪人原创解读】以上成果信息来自正规技术交易渠道公开展示，办厂易找技术频道已做SEO结构化整理与GEO问答适配，企业可拨打18013759055对接技术转移、许可转让与产学研合作。

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