界面擴散層金屬間化合物碩士論文

1、Ni/Sn和Ti/Sn固液擴散相界面實驗研究【關鍵詞】 界面; 擴散層; 金屬間化合物; 【英文關鍵詞】 Interface; Diffusion Zone; Intermetallic Compound; 【中文摘要】 二元合金是材料科學的基本研究課題,本文選用Ni/Sn和Ti/Sn二元體系,研究其界面擴散行為。將Ni和Ti分別作為基體,Sn作為填料,制備了含有曲界面的Ni/Sn和Ti/Sn固液擴散偶,前者在600900退火10min180min,后者在600800退火10min180min,形成了擴散溶解層。光學顯微鏡和電子探針微區(qū)分析表明,擴散溶解層的厚度和層數(shù)隨溫度的升高和時間的延長而

2、增加,厚度與溫度成指數(shù)關系,厚度與時間成拋物線關系。擴散層與基體Ni和Ti的連接較平滑,呈規(guī)則的圓弧狀,而與填料Sn的連接則呈不規(guī)則的扇狀或者點散狀。在Ni/Sn擴散層中生成了三層金屬間化合物,其厚度大小不同,分別是Ni3Sn、Ni3Sn2、Ni3Sn4。在Ti/Sn擴散層中出現(xiàn)的相分別為TiSn、Ti2Sn3、TiSn4。根據(jù)Miedema模型計算各化合物的生成熱,并結(jié)合實驗現(xiàn)象,分析了生成物的生成順序。在Ni/Sn體系中首先生成Ni3Sn4,然后在Ni3Sn4與鎳基之間析出Ni3Sn,最后有Ni3Sn2析出；在Ti/Sn體系中,生成物的順序依次為TiSn、Ti2Sn3、TiSn4。 【英文

3、摘要】 The study on binary alloy is a basic issue in material science. This thesis studies the interface diffusion between Ni and Sn, Ti and Sn. Ni/Sn and Ti/Sn solid/liquid diffusion couples with curving interfaces were prepared by crucible-type mechanical method, in which Ni and Ti are matrixes and S

4、n is filler. The former was annealed at the temperature from 600to 900for 10min-180min, The latter was annealed at the temperature from 600to 800for 10min -180min. With optical microscope and scanning electron mi.摘要 4-5 Abstract 5 目錄 6-9 第一章 緒論 9-25 1.1 引言 9-10 1.2 二元合金相結(jié)構(gòu) 10-11 與合金相關的基本概念 10 相的分類 1

5、0 影響相結(jié)構(gòu)的因素 10-11 1.3 擴散的基本理論 11-14 擴散機制 11-12 擴散基本定律 12-13 影響擴散的因素 13-14 1.4 原子擴散kirkendll效應 14-15 1.5 擴散熱力學 15-18 擴散激活能 15 擴散驅(qū)動力 15-16 吉布斯自由能 16-18 反應擴散 18 1.6 異相界面原子的溶解 18-20 Hume-Rothery經(jīng)驗規(guī)則 19 Darken-gurry理論 19 Chelikowsky理論 19 張邦維理論 19-20 lonso理論 20 1.7 材料界面 20 1.8 本文研究工作的意義 20-25 錫合金材料的應用背景 21

6、-23 本論文的基本思路 23-25 第二章 實驗材料和研究方法 25-31 2.1 實驗材料 25 2.2 實驗設備、工藝及方案 25-28 實驗設備 25-26 擴散偶的制備 26-27 擴散工藝的制定 27-28 2.3 界面反應的組織觀察 28-29 金相試樣的制備 28-29 金相試樣的編號 29 2.4 界面反應的表征 29-31 第三章 Ni/Sn固液擴散偶相界面的實驗研究 31-47 3.1 Ni/Sn合金的相關知識 31-34 Ni與Sn的性質(zhì) 31 Ni/Sn相圖分析 31-33 Ni/Sn合金研究現(xiàn)狀 33-34 3.2 Ni/Sn固液擴散偶界面特征 34-41 熱處理溫

7、度對Ni/Sn擴散層界面特征的影響 34-38 保溫時間對i/sn擴散層界面特征的影響 38-40 不同溫度下保溫120min時Ni/Sn擴散特征 40-41 3.3 擴散層區(qū)域生成物成分分析 41-45 二元擴散層的相區(qū) 41-42 Ni/Sn擴散層成分分布 42-43 分析與討論 43-45 3.4 本章小結(jié) 45-47 第四章 Ti/Sn固液擴散偶相界面實驗研究 47-66 4.1 Ti/Sn合金的相關知識 47-51 Ti/Sn相圖分析 47-49 Ti/Sn合金研究現(xiàn)狀 49-51 4.2 Ti/Sn體系的界面特征 51-62 600不同保溫時間下Ti/Sn擴散偶界面特征 51-53 650不同保溫時間下Ti/Sn擴散偶界面特征 53-55 700不同保溫時間下Ti/Sn擴散偶界面特征 55-57 800不同保溫時間下Ti/Sn擴散偶界面特征 57-60 燒結(jié)溫度對擴散界面特征的影響 60-62 4.3 Ti/Sn擴散層界面特征及成分分析 62-65 800保溫120min的擴散層成分分析 62-64 界面裂紋成因分析 64-65 4.4 本章小結(jié) 65-66