● 摘要
由于Al、Sn元素性能上的互补，不仅使Al-Sn不互溶合金具有优异的机械性能，而且还具有良好的电学性能。在Al-Sn合金服役过程中常伴随着温度的升高并引起组织变化，Al-Sn不互溶合金微观组织的变化对其服役性能有很大的影响。
本文利用Miedema理论计算了Al-Sn体系的非晶态形成区及晶化能，采用磁控溅射的方法制备了Al-Sn薄膜，并通过XRD、DSC、 TEM原位加热技术和电化学测试等手段对其结构及性能进行了研究。
研究发现，通过磁控溅射的方法制备的Al-Sn合金薄膜由富Al相非晶基体和复相颗粒组成，复相颗粒包括富Al相和富Sn相，其中部分富Sn相已经结晶。在加热过程中，复相颗粒内部的富Sn相不断长大，而富Al相不断减小直至消失，最终薄膜的结构为富Al基体上均匀分布富Sn相颗粒。
通过本研究得出以下结论：
（1）Al-Sn二元合金的形成能始终为正值，当Sn元素的原子分数XSn在0.091~0.924之间时，非晶态Al-Sn合金比晶态合金具有更好的稳定性。
（2）由于Al-Sn体系具有正的混合热，薄膜内组元自发地发生分离，在薄膜内形成两相区——富Al相和富Sn相。当富Al相和富Sn相区域内Al和Sn含量达到一定程度时发生结晶。加热时，Al-Sn薄膜内的亚稳态被破坏，通过组元间的上坡扩散，使复合颗粒内富Sn相长大，逐渐吞并富Al相，薄膜最终结构为富Al相非晶基体上均匀分布着富Sn相。
（3）通过成分分析发现，加热过程中富Sn相长大所需的Sn原子来自于非晶基体，复合颗粒周围的小尺寸富Sn颗粒以及近邻的复合颗粒中的富Sn相。
（4）Al-Sn不互溶合金薄膜具有很高的电容量，远高于现在商业用的石墨电极，但循环性能仍有待改善。