Sn/Ni液/固扩散偶的界面反应

用Sn／Ni液／固扩散偶研究了Sn液体和Ni基体之间的界面反应和生成相序列。结果表明：Sn／Ni液／固扩散偶在773K退火，其液／固界面上首先生成Ni3Sn4相。而在873K退火15min，首先生成Ni3Sn2-HT（高温）相；再随退火时间延长至60min，在液相和Ni3Sn2-HT的界面上生成Ni3Sn4相；当退火时间再次延长至240min，又在Ni3Sn2—HT相与fee（Ni）的界面上生成Ni3Sn相。采用最大驱动力模型，利用Thermo-Calc软件和已有的Ni-Sn二元数据库对Sn／Ni液／固扩散偶的界面反应过程和生成相序列进行了计算与预测，预测结果和实验结果吻合良好。     

Al/Ni/Fe界面扩散反应的实验研究

采用"铆钉法"制备了含有Al/Ni、Al/Fe和Ni/Fe两相界面的扩散偶,以及Al/Ni/Fe多相扩散偶,利用光学显微镜、电子探针分别对每组扩散偶的界面区域进行了观察分析.实验结果显示,固态扩散促使两相界面处生成扩散层,Al/Ni/Fe多层扩散偶中,由于混相层中不同产物的生长速率不同,促使界面不稳定生长,形成束集型的扩散层结构.     

Cu-Sn-Ti体系边际二元系界面反应的研究

Cu-Sn-Ti三元系及其相关的3个二元系均具有重要的实用价值.实验制备了Ti/Sn和Cu/Sn固-液扩散偶及Cu/Ti二元固相扩散偶,经电子显微和探针观测发现: Ti/Sn固-液扩散偶在873K下退火30～160min,只生成1个Sn3Ti2中间相; Cu/Sn固-液扩散偶在808K下退火10min时也只生成1个Cu3Sn中间相,但退火时间延长至30min时在Cu与Cu3Sn界面上生成Cu41Sn11,退火60min后在Cu与Cu41Sn11之间又生成了bcc-a2; Cu/Ti二元固相扩散偶在1023K下退火1000h后,在其界面处生成了CuTi2、CuTi、Cu4Ti3、Cu4Ti 4个化合物,而Cu3Ti2相并未在扩散偶中出现.还采用最大驱动力模型对上述3个二元系的界面反应过程进行了计算并成功解释了相应的实验现象.     

Si/(Ni-Cr合金)/Cu扩散偶950℃相稳定性

在半导体硅片(Si)-扩散阻挡层(Ni-Cr合金)-金属互连材料(Cu)构成的体系中,Si和Ni-Cr合金之间以及Ni-Cr合金和Cu之间各构成一对扩散偶.通过制备扩散偶试样模拟相应的界面反应,实验测定950℃下界面反应产物的表观序列.从热力学的角度,分别对Cr-Ni-Si和Cr-Cu-Ni三元系中Si/(Ni-Cr)和(Ni-Cr)/Cu两个界面进行反应驱动力分析.计算获得的阶段性生成相表观序列与实验测得结果一致.     

SiO2/Ta界面反应及其对Cu扩散的影响

利用磁控溅射方法在表面有SiO₂层的Si基片上溅射Ta薄膜,采用X射线光电子能谱研究了SiO₂/Ta界面以及Ta₅Si₃标准样品,并进行计算机谱图拟合分析.实验结果表明在制备态下在SiO₂/Ta界面处有更稳定的化合物新相Ta₅Si₃和Ta₂O₅生成.在采用Ta作阻挡层的ULSI铜互连结构中这些反应产物可能有利于对Cu扩散的阻挡.     

电磁场作用下Al-Mg扩散偶的界面层结构及长大规律

研究了电磁场作用下Al—Mg扩散偶的界面结构组成和界面中间相的成长规律。结果表明。电磁场作用下Al—Mg扩散偶界面中间相(γ相和β相)的厚度增加，并且界面中间层的厚度随电磁场强度和频率的增加而增加。电磁场作用下界面中间相的成长符合抛物线长大规律。计算了非电磁场与电磁场作用下Al—Mg扩散偶界面中间相(γ相和β相)的成长常数和激活能，电磁场增加了扩散偶界面中间相的成长常数，提高了原子扩散过程中原子的跃迁频率及激活熵，提高了扩散过程中原子的自由度，加快了原子的扩散过程，从而加速了中间相的长大速度。使中间相的厚度增加。     

反应烧结SiC/Co-Si体系的润湿性及界面反应

采用座滴法研究反应烧结(Reaction bonded)SiC/Co-Si体系在真空中的润湿性及界面反应,并研究Si含量和实验温度对润湿角的影响。结果表明,元素Si对反应烧结(RB)SiC/Co-Si体系的润湿性有显著影响,当Co-Si钎料粉体中Si含量(质量分数)为6.7%和60%时,体系的最终润湿角都低于SiC/纯Co体系。SiC/Co-Si体系的润湿过程属于反应性润湿,随着温度升高,润湿角明显减小。微观结构研究和XRD相分析表明,对于SiC/Co-3Si体系(Co-3Si钎料中Si的质量分数为3%),界面区域发生了化学反应,反应产物为CoSi和碳,同时发生元素的互扩散,形成反应中间层;对于SiC/Co-60Si体系,界面反应产物只有CoSi2,界面区域没有存留碳。界面反应改变体系的界面结构,从而改善体系的润湿性。     

铜/钢扩散复合界面分析

用扫描电镜观察、能谱分析、电子探针和显微硬度测定等方法对铜／钢双金属棒扩散复合界面附近的组织、成分和硬度进行了分析。结果表明，铜／钢双金属通过扩散复合可使界面实现良好的冶金结合。随扩散温度的提高，两种金属的结合强度大大提高；随扩散时间的延长，结合强度先增加后趋于稳定，与一定的扩散温度相对应。扩散退火过程中，界面两侧的原子发生了互扩散。从扫描电镜和电子探针结果中可以确定铜／钢界面附近的氧化物为Fe2O3。     

钼与石墨扩散焊接的界面反应分析

以厚度≤1 mm的Cr,Ni混合粉做中间层,在焊接温度为1650℃,真空度(3.0～4.0)×10-2 Pa,保温时间1～2 h,加压0.1 MPa条件下对钼和石墨进行扩散焊接。通过扫描电子显微镜观察焊接试样接口组织形貌,用其附带的能谱仪进行化学成分分析,用X射线衍射仪进行物相分析。并分析焊接过程中的界面反应,认为实验条件下的焊接过程与瞬间液相扩散焊(TLP)焊接机制相一致,包括中间层的熔化(或溶解)、母材溶解和迁移、等温凝固、固相成分均匀化4种相变过程,靠近母材部分界面反应遵循快速通道扩散机制,整个焊接层组元浓度梯度与薄膜源扩散模型相一致。中间层与母材元素反应形成的最终产物包括Cr3C2,Cr7C3及Mo2C等Ni以单质形式弥散其中,最终形成不同成分粒状组织,一定程度上阻止了脆性相中的裂纹扩展。石墨基体中也明显有含合金元素的新相生成,有利于实现基体与中间层的连接。     

局域平衡原理与相图的扩散偶法测定

介绍了局域平衡原理和扩散偶法测定平衡相图的方法要点.扩散偶法是一种高效的、可靠的相图测定方法,它可以大幅度减少实验工作量,减少原材料消耗,加快相图实测进程.此外,这种方法还具有可直接测定相平衡关系、相平衡成分,避免“过冷效应”等优点,特别适合于多组元系统平衡相图的实验测定.     

ZrH2/6063Al复合材料界面反应研究

采用热等静压工艺制备了ZrH2/6063Al复合材料,对其在H2气氛中热处理,研究了热处理过程中基体Al合金与增强相ZrH2颗粒的界面反应特性,采用SEM和XRD分析了ZrH2/6063Al复合材料经热处理后的微观组织和相结构.结果表明:采用热等静压的方法可以制得较为致密的样品,且不会引起样品相结构的变化；在H2气氛中热处理时,Al与ZrH2反应生成Al3Zr.     

WC_p/2024铝合金复合材料界面反应的分析

采用真空热压法在不同温度下制备了体积分数为12%的WCp/2024Al复合材料,试验中所用WC原始粉末的平均粒径分别为2μm和8μm.利用XRD、SEM、EDS等方法对增强颗粒与基体金属之间的界面反应进行了研究.结果表明,界面反应的主要产物为WAl12,但是当制备温度较高时,界面反应产物中出现少量Al5W,并且WCp(2μm)/2024Al复合材料界面反应的起始温度低于WCp(8μm)/2024Al复合材料.硬度测试结果表明,界面反应发生后,复合材料的硬度提高,最高比例达50%.     

Co和Ti在Fe-Ni-Al基固溶体α1/α2间分配比的扩散偶法研究

利用Fe-Ni-Al-Co-Ti多元扩散偶研究了界面处的α1 α2 (FeCo)2Ti三相在800℃下的相平衡,通过扩散偶界面两侧的相成分分析获知,Co在α2与α1相之间的分配比约为1.1,Ti在α2与α1相之间的分配比约为2.5.在Fe-Ni-Al合金中同时添加Co与Ti时,其在固溶体α2与α1相之间的分配特征与Fe-Ni-Al-Co和 Fe-Ni-Al-Ti系中一样,Co与Ti在α2与α1相之间的分配比仍均大于1.     

柠檬酸盐溶胶—凝胶法合成Li1＋2xZn1—xPO4及其离子导电性

采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备了组成为Li     

Isothermal section of the ternary Sn-Cu-Ni system and interfacial reactions in the Sn-Cu/Ni couples at 800 °C

The isothermal section of the Sn-Cu-Ni system at 800 °C has been experimentally determined. There is no ternary compound. A solid solution with a very wide compositional range, the γ phase is formed between the Ni₃Sn(H) phase and Cu₄Sn(H) phase; however, both of these two binary phases are not stable at 800 °C. The binary Ni₃Sn₂ phase also has extensive ternary solubility. The homogeneity ranges of both the γ and Ni₃Sn₂ phases are very large in parallel to the Cu-Ni side, but relatively narrow along the Sn direction. This phenomenon indicates that Cu and Ni are exchangeable in both phases. Three kinds of reaction couples, Sn-55 at. pct Cu/Ni, Sn-65 at. pct Cu/Ni, and Sn-75 at. pct Cu/Ni, were prepared and reacted at 800 °C for 5 to 20 minutes. The reaction paths are liquid/Ni₃Sn₂/γ/Ni₃Sn(L)/Ni for the Sn-55 at. pct Cu/Ni and Sn-65 at. pct Cu/Ni couples, and the reaction path is liquid/γ/Ni₃Sn(L)/Ni for the Sn-75 at. pct Ni couples.     

微波合成Mg2Si1-xSnx热电固溶体

为了解决传统方法制备Mg2Si1-xSnx(0≤x≤1.0)固溶体过程中带来Mg的氧化和挥发等问题,引进微波低温合成法制备Mg2Si1-xSnx热电固溶体,用XRD及SEM分析手段对合成的块体的物相和形貌进行表征,并研究Mg2Si1-xSnx化合物的热电特性和在微波场中的加热特性以及合成工艺对Mg2Sil xSnx压坯制备的影响。结果表明:Mg2Si1-xSnx压坯在微波场中的加热升温曲线与Mg2Si1-xSnx压坯密度相关,随压坯密度增大,升温速率降低;XRD分析表明在微波辐射下Mg2Si1-xSnx形成了良好的固溶体;在测试温度范围内,Mg2Si1-xSnx在500 K温度下最高的ZT值达到0.26。     

气体非等摩尔扩散对焦炭溶损反应的影响

焦炭作为重要的炼铁原料,其热态性能的优劣备受关注.而同一种焦炭使用不同热性质评价体系(CRI、CSR、CRR25、CSR25)得到的结果可能完全不同,根源在于对焦炭溶损反应机理的认知不够深入全面.焦炭发生溶损反应过程中,气体非等摩尔扩散这一因素常常被忽略,导致对焦炭溶损反应机理的认知出现偏差.为了能够更加清晰全面地了解...     

退火对Ni80Fe20/Al2O3/Ag/Al2O3/Ni80Fe20平面自旋阀中自旋积累的影响

使用电子束蒸发镀膜方法在覆有掩膜板的SiO2/Si基片上制备了Ni80 Fe20/Al2 O3/Ag/Al2 O3/Ni80 Fe20结构平面自旋阀,研究了不同退火温度对Ni80 Fe20/Al2O3/Ag/Al2 O3/Ni80Fe20平面自旋阀中自旋积累的影响.使用非局域测量方法分别测量制备态以及300,400和500℃不同退火温度下Ni80 Fe20/Al2O3/Ag/Al2O3/Ni80Fe20平面自旋阀中Ag层中自旋积累信号的大小.实验结果表明:自旋积累信号在制备态下为1.3 mΩ;随着退火温度的升高,自旋积累信号也随着增大,并在500℃退火30 min后达到极大值(～14.5 mΩ),比制备态提高了一个数量级;进一步提高退火温度到600℃时,由于Ag层会凝聚成岛状结构而破坏Ni80 Fe20/Al2 O3/Ag/Al2 O3/Ni80 Fe20平面自旋阀中Ag层的连续性,使Ag层断裂,从而使测量到的自旋积累信号为0 mΩ.研究认为,Ni80 Fe20/Al2 O3/Ag/Al2O3/Ni80 Fe20平面自旋阀中自旋积累信号的增强主要是高的界面自旋极化率以及长的自旋扩散长度共同作用的结果.Ni80 Fe2/Al2O3/Ag/Al2 O3/Ni80 Fe20平面自旋阀中的铁磁/非磁金属界面处Al2O3插层的平整度在退火后得到改善,有效地提高了界面自旋极化率;同时,样品表面的Al2 O3保护层退火后对Ag层中自旋电子的散射作用的增强,提高了Ag中自旋电子的扩散长度.     

Fe25Cr20Ni合金在H2S-H2中的高温硫化行为

使用连续称重装置和非连续称重装置对Fe25Cr20Ni合金在H₂S-H₂气氛中的高温硫化行为进行了研究。结果表明:这种合金的硫化行为遵循抛物线规律,腐蚀产物有3层:最外层(称OL-Ⅱ层)由Fe-Ni-S系统组成;中间层(称OL-Ⅰ层)由Fe-Cr-S系统组成;内硫化层(Subscale)由一些弥散的硫化物相组成,标记实验的结果表明:合金在硫化过程中,腐蚀产物最外两层的生长是由金属离子向外扩散控制,而内硫化层的生长是由分解机理控制。