Thermodynamic Prediction Of The Diffusion Barrier Morphology In The Al/Ni – Nano-Foil Designed For The Self-Propagating Reaction

• Autorzy: Wołczyński W.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0395

Warianty tytułu

PL

Termodynamiczne przewidywania morfologii bariery dyfuzyjnej w folii Al/Ni przeznaczonej do samonapędzającej się reakcji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermodynamic model for the diffusion barrier formation in the Al/Ni nano-foil is presented. Two types of diffusion are distinguished in the model, boundary diffusion for substrate dissolution and bulk diffusion for solidification. The creation of two phases: Al₃Ni, Al₃Ni₂ in the diffusion barrier are predicted due to the cyclical manner of the dissolution and solidification occurrence.

PL

Przedstawiony jest termodynamiczny model formowania bariery dyfuzyjnej w nano-folii Al/Ni. Wyróżniono dwa typy dyfuzji, dyfuzję graniczną dla rozpuszczania oraz dyfuzję objętościową dla krystalizacji. Przewidziano tworzenie się dwu faz: Al₃Ni, Al₃Ni₂ w barierze dyfuzyjnej stosownie do cyklicznego przebiegu rozpuszczania i krystalizacji.

Słowa kluczowe

EN

meta-stable solidification; intermetallic phases; diffusion barrier

PL

krzepnięcie; fazy międzymetaliczne; bariera dyfuzyjna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3
• Strony: 2421--2429
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wzory

Twórcy

autor

Wołczyński W.

• Institute of Metallurgy and Materials, Polish Academy of Sciences, 25 Reymonta Str., 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] A. J. Gavens, D. Van Heerden, A. B. Mann, M. E. Reiss, T. P. Weihs Effect of Intermixing on Self-Propagating Exothermic Reactions in Al/Ni Nano-Laminate Foils, Journal of Applied Physics, 87, 1255-1263 (2000).
• [2] A. B. Mann, A. J. Gavens, M. E. Reiss, D. Van Heerden, G. Bao, T.P. Weihs, Journal of Applied Physics 82, 1178-1186 (1997)
• [3] ASM Handbook, 3, Alloy Phase Diagrams, ed. H. Baker, (ASM International, Materials Park, OH, 1992).
• [4] A. S. Edelstein, R. K. Everett, G. Y. Richardson, S. B. Qadri, E. I. Altman, J. C. Foley, J. H. Perepezko, Journal of Applied Physics 76, 7850-7862 (1994).
• [5] A. S. Edelstein, R. K. Everett, G. R. Richardson, S. B. Qadri, J. C. Foley, J. H. Perepezko, Materials Science and Engineering A195, 13-21 (1995).
• [6] C. Michaelsen, G. Lucadamo, K. Barmak, Journal of Applied Physics 80, 6689-6697 (1996).
• [7] K. Barmak, C. Michaelsen, G. Lucadamo, Journal of Materials Research 12, 133-141 (1997).
• [8] M. H. da Silva Bassani, J. H. Perepezko, A. S. Edelstein, R. K. Everett, Scripta Materialia 37, 227-234 (1997).
• [9] J. Morgiel, M. Szlezynger, M. Pomorska, Ł. Maj, K. Marszałek, R. Mania, In-Situ TEM Heating of Ni/Al Multi-Layers, International Journal of Materials Research, 106, (accepted) (2015).
• [10] I. Tuah-Poku, M. Dollar, T. Massalski, A Study of Transient Phase Bonding Process Applied to a Ag/Cu/Ag Sandwich Joint, Metallurgical Transactions 19A, 675-686 (1988).
• [11] M. Trepczyńska-Łent, Possibilities of the Materials Properties Improvement for the Cementite Eutectic by means of Unidirectional Solidification, Archives of Metallurgy and Materials 58, 987-991 (2013).
• [12] W. Wołczyński, C. Senderowski, J. Morgiel, G. Garzeł, D-gun Sprayed Fe-Al Single Particle Solidification, Archives of Metallurgy and Materials 59, 211-220 (2014).
• [13] W. Wołczyński, T. Wierzchoń, Formation Sequence of Intermetallic Phases within Multi-layer Coatings, Inżynieria Materiałowa 153, 1268-1271 (2006).
• [14] W. Wołczyński, Transition Phenomena in the Diffusion Soldering / Brazing, Archives of Metallurgy and Materials 51, 609-615 (2006).
• [15] W. Wołczyński, T. Okane, C. Senderowski, D. Zasada, B. Kania, J. Janczak-Rusch, Thermodynamic Justification for the Ni/Al/Ni Joint Formation by a Diffusion Brazing, International Journal of Thermodynamics, 14, 97-105 (2011).
• [16] W. Wołczyński, E. Guzik, J. Janczak-Rusch, D. Kopyciński, J. Golczewski, H.M. Lee, J. Kloch, Morphological Characteristics of Multi-Layer / Substrate Systems, Materials Characterization 56, 274-280 (2006).
• [17] T. Lipiński, Modification of Al-Si Alloys with the Use of a Homogenous Modifiers. Archives of Metallurgy and Materials 53, 193-197 (2008).
• [18] T. Lipiński, P. Szabracki, Modification of the Hypo-eutectic Al-Si Alloys with an Exothermic Modifier. Archives of Metallurgy and Materials 58, 453-458 (2013).
• [19] T. Umeda, T. Okane, W. Kurz, Phase Selection during Solidification of Peritectic Alloys, Acta Materialia 44, 4209-4216 (1996).
• [20] W. Wołczyński, W. Krajewski, R. Ebner, J. Kloch, The Use of Equilibrium Phase Diagram for the Calculation of Non-Equilibrium Precipitates in Dendritic Solidification. Theory, Calphad, 25, 401-408 (2002).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.