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摘要
在本工作中，我们研究了纳米高熵合金单层和多层阻挡层的扩散阻挡性能及其失效行为。结果表明：非晶态NbMoTaW单层阻挡层的失效温度达到600 ℃，要高于W和TiVCr阻挡层的500 ℃。W/NbMoTaW多层阻挡层为纳米晶结构，柱状晶界面为原子扩散提供了扩散通道，削弱了层界面的扩散阻挡作用，导致W/NbMoTaW多层阻挡层的失效温度与NbMoTaW阻挡层相比并没有提升，仍为600 ℃。然而，高熵合金NbMoTaW/TiVCr多层阻挡层的失效温度显著提高到800 ℃，展现出优异的扩散阻挡特性。无晶界扩散通道的非晶态结构、强晶格畸变和迟滞扩散效应的高熵合金层降低了原子扩散速率，原子优先沿着非共格高熵界面发生扩散增加了扩散距离，是NbMoTaW/TiVCr多层阻挡层失效温度显著提高的主要原因。
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单位南京工业大学; 材料科学与工程学院
