Sn<,1-x>Zn<,x>/Ni液/固扩散偶的界面反应研究

• 作 者: 袁媛
• 机 构: 中南大学
• 出 处: 中南大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 扩散偶 界面反应 电子探针 扫描电镜 背散射电子像形貌分析 成分分析

本次工作制备了一系列液／固扩散偶，用电子探针及扫描电镜对其作了背散射电子像形貌分析和成分分析。
Sn／Ni液／固扩散偶在773K退火生成Ni<,3>Sn<,4>相。而其在873K时退火先后生成了Ni<,3>Sn<,2>，Ni<,3>Sn<,4>，Ni<,3>Sn相。
Zn／Ni扩散偶分别在623K和738K退火一小时，均生成了包含γ和β<,1>的扩散层。
关于Sn／Ni和Zn／Ni扩散偶的界面反应，用Thermo-Calc软件，依据最大驱动力模型对其生成相顺序及形貌进行了预测。预测结果和实验结果吻合得很好，并对其形貌做了很好的解释。
制备了一系列Sn<,1-x>Zn<,x>／Ni(x=8at．％(亚共晶)，14.8at．％(共晶)，22at．％(过共晶)，31at．％(过共晶))液／固扩散偶。当这些扩散偶在623K退火，均先生成了γ相。随退火时间延长，在Ni基体和γ相之间生成了τ<,1>相，并形成了富Ni的液相和τ<,1>相的混合区域。
在873K退火其最终扩散通道分别为fcc(Ni)／Ni<,3>Sn<,2>／τ<,2>／τ<,2>+liq(Sn<,0.92>Zn<,0.08>/Ni)；fcc(Ni)／Ni<,3>Sn<,2>／τ<,2>／τ<,1>／τ<,1>+liq(Sn<,0.852>Zn<,0.148>／Ni)；fcc(Ni)／β<,1>/γ-NiZn<,3>／τ<,2>／τ<,1>／τ<,1>+γ+1iq(Sn<,0.69>Zn<,0.31>／Ni)。
对这些扩散偶的扩散层形貌和成分分析，初步确定了623K和873K的相关系，并初步确定了相形成序列和扩散通道。此次实验中发现了两个的新三元相τ<,1>和τ<,2>，其成分分别约为Ni<,36>Sn<,42>Zn<,22>和Ni<,46>Sn<,42>Zn<,12>。
用Thermo-Calc软件初步外推了Ni-Sn-Zn三元体系相图。外推结果很好的再现了623K时的实验结果，并很好的解释了其扩散层形貌。