Reactions at a Solid / Liquid Interface during Formation of the Intermetallic Multi-layer

• Autorzy: Wołczyński W. , Guzik E. , Kopyciński D. , Okane T. , Senderowski C.

Warianty tytułu

PL

Reakcje na froncie krystalizacji podczas formowania wielo-warstw miedzy-metalicznych

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A reactive diffusion is postulated to be observed during formation of the intermetallic multi-layer on a given substrate. Particularly, back-diffusion is envisaged according to a model for the solute redistribution. Finally, formation of the intermetallic multi-layer results from peritectic reactions as assumed in the model. Thus, formation of the Al3Ni2 - Al3Ni intermetallic multi-layer on the Ni - substrate and Fe3Zn10 - FeZn10 - FeZn13 intermetallic multi-layer on the Fe (armco) multi-layer in respect to back-diffusion accompanying the peritectic reactions is considered. Solute redistribution and thickness of the sub-layers are measured within the studied coatings. A confrontation of the solute redistribution profile predicted by the model and solute redistribution profile measured across the multi-layers is performed. The model is able to reproduce not only an experimental solute redistribution but a ratio of the thicknesses of solidified sub-layers as well. The effect of the back-diffusion onto thickening of sub-layers as it results from peritectic reactions as well as solute redistribution within the coating is discussed.

PL

Postuluje się istnienie dyfuzji reakcyjnej podczas formowania wielo-warstw międzymetalicznych na zadanym podłożu. W szczególności, rozważana jest dyfuzja wsteczna, zgodnie z modelem redystrybucji. Ostatecznie, formowanie wielo-warstw międzymetalicznych jest wynikiem reakcji perytektycznych, jak założono w modelu. Stąd, rozważa się formowanie wielo-warstw Al3Ni2 -Al3Ni na podłożu Ni oraz Fe3Zn10 - FeZn10 - FeZn13 na podłożu Fe (armco) w odniesieniu do dyfuzji wstecznej zachodzącej podczas reakcji perytektycznych. Zmierzono redystrybucje składnika oraz szerokość pod-warstw w analizowanych powłokach. Dokonano konfrontacji profilu redystrybucji przewidzianego modelem z profilem redystrybucji zmierzonej. Model potrafi odtworzyć nie tylko redystrybucję eksperymentalną ale także stosunek grubości pod-warstw. Dyskutuje się wpływ dyfuzji wstecznej na pogrubianie pod-warstw, jak to wynika z reakcji perytektycznych jak też ze zjawiska redystrybucji.

Słowa kluczowe

PL

formowanie wielowarstw międzymetalicznych; dyfuzja wsteczna; reakcje perytektyczne; zjawisko redystrybucji

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 745--748
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Wołczyński W.

autor

Guzik E.

autor

Kopyciński D.

autor

Okane T.

autor

Senderowski C.

• Institute of Metallurgy and Materials Science, Kraków

Bibliografia

• [1] Duvall D.S., Owczarski W.A., Paulonis D.F.: TLP* Bonding: a New Method for Joining Heat Resistant Alloys, Welding Journal, 53, (1974), 203-214.
• [2] Tuah-Poku I., Dollar M., Massalski T.B.: A Study of the Transient Liquid Phase Bonding Process Applied to a Ag.CuAg Sandwich Joint Metallurgical Transactions, 19A, (1988), 575-586.
• [3] Wołczyński W., Guzik E., Kopyciński D., Himemiya T., Janczak-Rusch J.: Mass Transport during Diffusion Soldering or Brazing at the Constant Temperature Proceedings of 13th International Heat Transfer Conference, Sydney, 13-18 August 2006, ed. begell house, inc. publishers, eds. G.de Vahl Davis & E.Leonardi, CD, MST-11, 12 pages.
• [4] Corbin S.F., Lucier P.: Thermal Analysis of Isothermal Solidification Kinetics during Transient Liquid-Phase Sintering Metallurgical & Materials Transactions, 32, (2001), 971-978.
• [5] Studnitzky T., Schmid-Fetzer R.: Phase formation and diffusion soldering in Pt/In, Pd/In and Zr/Sn thin film systems, Journal of Electronic Materials, 23, (2003), 362-369.
• [6] Lopez G, Sommadossi S., Gust W., Mittemeijer E., Zięba P.: Kinetic Behavior in Diffusion Soldered Ni/Al Interconnection Interface Science, 10, (2002), 13-19.
• [7] Wołczyński W.: Back-diffusion phenomenon during the crystal growth by the Bridgman method Chapter 2., in: Modelling of Transport Phenomena in Crystal Growth, eds J.S. Szmyd & K. Suzuki, WIT Press, Southampton (UK) - Boston (USA), 2000, 19-59.
• [8] Kopyciński, D.: Krystalizacja faz międzymetalicznych i cynku na żelazie oraz na jego nisko - i wysokowęglowych stopach podczas procesu cynkowania. Rozprawy – Monografie AGH, 149, Kraków, 2006, 131 stron, (in Polish).
• [9] Woźnica H., Michalik M.: Kinetyka wzrostu powłoki cynkowej na żeliwie w procesie cynkowania ogniowego, (in Polish). Ochrona przed korozją, 11A, (2002), 157-162.
• [10] Wołczyński W., Wierzchoń T.: Formation Sequence of Intermetallic Phases within Multilayer Coatings Inżynieria Materiałowa, 153, (2006), 1268-1271.