Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

New kind of Cu based paste for Si solar cells front contact formation

Musztyfaga-Staszuk M., Major Ł., Putynkowski G., Sypień A., Gawlińska K., Panek P., Zięba P.

Materials Science Poland

|

2018

|

Vol. 36, No. 3

469--476

EN

Potential impact of copper replacing silver in the paste used for the front electrode fabrication in crystalline silicon solar cells was investigated. The copper was applied as a new CuXX component with about 2 wt.% to 6 wt.% share of XX modifier. The generated CuXX molecules were analyzed using transmission microscopy. Based on the commercial Du Pont PV19B paste, CuXX and XX materials, the new PV19B/CuXX paste with 51 wt.% share of Cu and the PV19B/XX paste with 51 wt.% share of XX only were developed. Comparative studies of the effect of the commercial PV19B paste made by DuPont Company, and the pastes with the CuXX component and with the modifier XX alone on the electrical parameters of solar cells produced on crystalline silicon were carried out. The solar cells were characterized by the current-voltage technique. As a final result, the Cz-Si solar cell with the 51 wt.% share of Cu in the front electrode having a series resistance of 0.551 Ωcm2, an efficiency of 14.08 % and, what is more important, the fill factor of 0.716, was obtained. It is the best result ever obtained concerning direct Cu application for solar cells fabricated in thick-film technology.

2

Black Silicon Obtained in Two-Step Short Wet Etching as a Texture for Silicon Solar Cells - Surface Microstructure and Optical Properties Studies

Kulesza-Matlak G., Gawlińska K., Starowicz Z., Sypień A., Drabczyk K., Drabczyk B., Lipiński M., Zięba P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

1009--1017

EN

In this study a two-step short wet etching was implemented for the black silicon formation. The proposed structure consists of two steps. The first step: wet acidic etched pits-like morphology with a quite new solution of lowering the texturization temperature and second step: wires structure obtained by a metal assisted etching (MAE). The temperature of the process was chosen due to surface development control and surface defects limitation during texturing process. This allowed to maintain better minority carrier lifetime compared to etching in ambient temperature. On the top of the acidic texture the wires were formed with optimized height of 350 nm. The effective reflectance of presented black silicon structure in the wavelength range of 300-1100 nm was equal to 3.65%.

3

The stencil printing for front contact formation on the silicon solar cells

Panek P., Swatowska B., Sypień A., Musztyfaga-Staszuk M., Jakubowska M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 3

272--275

EN

This study reports the stencil printing process of a front contact electrode on monocrystalline (Cz-Si), textured silicon solar cells. The final parameters of the cells obtained by applying the squeegee blades with different hardness and detected by SEM, Corescanner, LBIC and I-V systems are analysed. By using stencil technique, the front side metallization has been reduced by 7.5%, resulting in the limiting of shading losses and improvement of the Si solar cell output parameters. The stencil printing of 100 μm fingers width with aspect ratio of 0.50 resulted in short circuit current density of 34.7 mA/cm2, open circuit voltage of 606 mV, fill factor of 0.768 and cell conversion efficiency of 16.16% compared to 15.33% with screen printed contacts.

PL

W pracy opisano proces nadruku kontaktów przednich przy użyciu szablonu na krzemowe ogniwa monokrystaliczne z powierzchnią posiadającą teksturę. Finalne parametry ogniw z elektrodami naniesionymi z wykorzystaniem rakli o różnej twardości uzyskano na podstawie pomiarów SEM, Corescan, LBIC oraz charakterystyk prądowo-napięciowych I-V. Wyniki poddano analizie, co pozwoliło zaobserwować fakt, że zastosowanie techniki nadruku kontaktów za pomocą szablonu doprowadziło do redukcji obszaru pokrytego zmetalizowanymi elektrodami o 7,5%. Powoduje to ograniczenie strat w parametrach wyjściowych ogniw poprzez zwiększenie powierzchni czynnej ogniw. Zastosowanie szablonu nadruku o szerokości przekroju pojedynczej ścieżki 100 m oraz współczynniku wzajemnej relacji (wys. do szer.) 0,5, pozwala uzyskać ogniwo cechujące się: gęstością prądu zwarcia Jsc ok. 34,7 mA/cm2, napięciem obwodu otwartego 606 mV, współczynnikiem wypełnienia 0,768 oraz sprawnością 16,16%. Sprawność osiągana dla ogniwa z kontaktami wykonanymi klasyczną techniką sitodruku to 15,33%.

4

Kinetics of the (Zn) - Coating Deposition During Stable and Meta-Stable Solidifications. Part III

Wołczyński W., Kucharska B., Garzeł G., Sypień A., Pogoda Z., Okane T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

199--207

EN

Two different steel substrates are applied to the hot dip (Zn) - coating formation. The influence of the substrate composition on the (Zn) - coating thickening is recorded. Morphologies of both coatings are compared to each other. The transition from stable into meta-stable solidification is revealed. The criterion for the competition between stable and meta-stable solidification is applied to justify the analyzed transition.

PL

Zastosowano dwie różne stale jako podłoża dla uzyskania dwu zróżnicowanych powłok (Zn). Dokonano porównania wpływu składu obydwu rodzajów podłoża na kinetykę wzrostu powłok (Zn). Dokonano zestawienia morfologii obydwu powłok. Ujawnione zostało przejście od krystalizacji stabilnej do meta-stabilnej. Zastosowano kryterium współzawodnictwa między krystalizacją stabilną a meta-stabilną dla uzasadnienia analizowanego przejścia.

5

Microstructure and chemistry of Pb-Sn solder/ENIG interconnections

Wojewoda-Budka J., Huber Z., Lityńska-Dobrzyńska L., Sypień A., Zięba P.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

222--224

EN

The microstructure and chemistry of the solder joints on ENIG finish obtained with 62Sn36Pb2Ag alloy [wt %] were examined by means of the scanning and transmission electron microscope combined with an energy dispersive X-ray spectrometer. After sessile drop test at 503 K for 5 min the interconnection was formed consisted of four different layers (zones). They were: Ni-P-amorphous (corresponding to initial Ni-P coating) adjacent to copper, then Ni12P5, Ni2SnP. The last 4th layer was Sn metastable phase. The cracks observed in within area occupied by Ni12P5 and also at the interface with Ni2SnP layer are considered as the potential source of the “black pad” failure.

PL

Badano mikrostrukturę oraz skład chemiczny złączy lutowie Pb-Sn/ENIG za pomocą skaningowego i transmisyjnego mikroskopu elektronowego wyposażonego w spektrometr promieniowania X z dyspersją energii. Eksperyment polegający na osadzeniu kropli lutowia Pb-Sn na podkładce ENIG w 503 K i wygrzewaniu przez 5 min doprowadził do powstania złącza (spoiny) składającej się z 4 różnych warstw. Zostały one zidentyfikowane jako amorficzny Ni-P (odpowiadający wyjściowemu pokryciu Ni-P) bezpośrednio przylegający do substratu Cu, następnie warstwy Ni12P5, Ni2SnP oraz metastabilna faza NiSn. Pęknięcia stwierdzone w obszarze zajmowanym przez Ni12P5 oraz na granicy z fazą Ni2SnP stanowią potencjalne źródło degradacji złączy uzyskiwanych na pokryciach ENIG nazywane efektem czarnego pola.

6

Three-Dimensional Investigations of Finely Grained Materials

Bobrowski P., Faryna M., Bigos A., Homa M., Sypień A., Bieda M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1313--1319

EN

Development of new materials requires application of sophisticated techniques to characterize microstructure in a very detailed way. The combination of Electron Backscatter Diffraction (EBSD) and Energy Dispersive Spectrometry (EDS) with Focused Ion Beam (FIB) are excellent examples of such techniques. They are based on serial sectioning of chosen region in the investigated sample followed by data acquisition using the dual-beam scanning electron microscope equipped with both electron and ion columns. Three kinds of samples have been investigated: a) are anticorrosive Ni-Mo coating on ferritic steel; b) the oxidized Crofer22 APU ferritic stainless steel; c) the Al 6013 aluminum alloy after complex plastic deformation. The obtained results allowed to analyze crystalline morphology, distribution of precipitates as well as to reconstruct internal structure of grains and grains boundaries geometry.

PL

Rozwój nowoczesnych materiałów wymaga zastosowania coraz bardziej zaawansowanych metod takich jak techniki 3D-EBSD oraz 3D-EDXS, które polegaja na wykonywaniu serii przekrojów przez badany obszar próbki i akwizycji danych z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w źródło jonów. W prezentowanej pracy analizowano trzy rodzaje materiałów metalicznych: powłokę antykorozyjną na bazie niklu domieszkowanego molibdenem, wytworzona metodą elektroosadzania na podłożu stalowym; powłokę tlenkową wytworzoną na powierzchni ferrytycznej stali nierdzewnej o komercyjnej nazwie Crofer 22APU; stop aluminium Al6013 poddany odkształceniu plastycznemu z wykorzystaniem metody Ko-Bo. Na podstawie danych pomiarowych uzyskanych z próbki antykorozyjnej powłoki Ni-Mo wykonano rekonstrukcje jej mikrostruktury oraz przeprowadzono analizę tekstury. W przypadku próbki stali Crofer 22APU przeprowadzono rekonstrukcję geometrii granic międzyziarnowych w materiale podłoża oraz wykonano analizę rozkładu wybranych pierwiastków w warstwie tlenkowej wytworzonej na powierzchni stali. Dane eksperymentalne uzyskane z próbki stopu Al6013 umożliwiły przedstawienie trójwymiarowej mikrostruktury materiału oraz analizę rozmieszczenia wydzieleń i obszarów odkształconych plastycznie.

7

Thermodynamic and Kinetic Aspects of the Hot Dip (Zn) - Coating Formation. Part I

Wołczyński W., Pogoda Z., Garzeł G., Kucharska B., Sypień A., Okane T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1223--1233

EN

A hot dip (Zn) – coating formation is carried out in the industry conditions. Two types of the steel substrate are applied to the experiment. Two morphologically different coatings are obtained, accordingly. A hot dip (Zn) – coating formation is also carried out in the laboratory conditions for making some additional explanations of the revealed phenomena. The thickening of the - phase sub-layer is observed in details to determine time of the transition from stable into meta-stable solidification. The Fe-Zn phase diagrams for stable and meta-stable equilibrium are calculated, respectively. The phase diagram for dissolution is also determined. The criterion of the higher temperature of the solid/liquid (s/l) interface is successfully applied to the Fe-Zn system to justify the competition between stable and meta-stable solidification. The mass balance verification is performed for the (Zn) - coating in order to define the nominal Zn–solute concentration required by dissolution and next by solidification. The Zn – solute concentration in the dissolution, super-saturation and saturation zones are determined thermodynamically. The growth kinetics is described for all the sub-layers in the (Zn) – coating.

PL

Przeprowadzono formowanie powłoki cynkowej metodą zanurzeniową w warunkach przemysłowych. W eksperymencie użyto dwu rodzajów podłoży. Stosownie, uzyskano dwa rodzaje powłok zróżnicowanych morfologicznie. Przeprowadzono również formowanie powłoki w warunkach laboratoryjnych celem uzyskania dodatkowych wyjaśnień dla ujawnionych zjawisk. Szczególnie obserwowano pogrubianie podwarstwy fazy celem określenia momentu przejścia od krystalizacji stabilnej do metastabilnej. Stosownie do tego przejścia obliczono diagramy fazowe Fe-Zn zarówno dla równowagi stabilnej jak i metastabilnej. Dodatkowo obliczono diagram fazowy dla zjawiska rozpuszczania. Skutecznie zastosowano kryterium wyższej temperatury frontu krystalizacji w odniesieniu do diagramu fazowego Fe-Zn celem uzasadnienia współzawodnictwa miedzy krystalizacją stabilną a metastabilną. Przeprowadzono obliczenia bilansu masy dla powłoki (Zn) celem określenia nominalnego stężenia cynku wymaganego przez rozpuszczanie a następnie przez krystalizację. Termodynamicznie określono stężeniu cynku w strefach rozpuszczania nasycenia i przesycenia. Kinetyka wzrostu została opisana w odniesieniu do wszystkich podwarstw powłoki cynkowej.

8

Model for the Protective Coating Formation During Hot Dip Galvanizing. Part II

Wołczyński W., Pogoda Z., Garzeł G., Kucharska B., Sypień A., Okane T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1393--1404

EN

A mathematical description for the (Zn) - coating formation with the presence of flux in the zinc bath is presented. This description includes the progressive vanishing of the products of the flux disintegration. A function which expresses the flux vanishing is formulated. The solidification of some phase sub-layers in the (Zn) - coating is considered with the use of a hypothetical pseudo-ternary phase diagram Fe-Zn-flux. Some relationships are formulated to define the varying Zn - solute redistribution as observed across the sub-layers. The relationships are based on the mass balance analyzed for the coating / bath / flux system. An amount of the growing phase in a given sub-layers is also defined mathematically.

PL

Prezentowany jest matematyczny opis formownia powłoki cynkowej w obecności topnika w kąpieli. Opis ten uwzględnia stopniowy zanik produktów rozpadu topnika. Sformułowana została funkcja, która wyraża ten zanik. Rozważana jest krystalizacja faz w podwarstwach powłoki cynkowej z zastosowaniem hipotetycznego pseudo-potrójnego diagramu fazowego Fe - Zn - topnik. Sformułowane zostały równania celem zdefiniowania zmienności redystrybucji cynku obserwowanej na grubości poszczególnych podwarstw. Równania te bazują na bilansie masy analizowanym dla systemu powłoka / kąpiel / topnik. Zdefiniowana także została matematycznie ilość rosnącej fazy w danej podwarstwie.

9

Observation of the complex local crystallization process in Ti-Zr-Cu-Pd amorphous ribbons and bulk metallic glass

Sypień A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

347--350

EN

In recent years, bulk metallic glasses (BMGs) have attracted much attention, especially concerning the reasons for the high glass-forming ability. To understand properties and glass-forming ability of BMGs, it is important to investigate their atomic structure in details. The structure of the metallic glass, derived from diffraction studies, confines mainly to short-range-order atomic correlations, which are statistically averaged over the glassy specimens. In the present study, local structure of a BMG and ribbons was observed using a high-resolution TEM (TECNAI G2 FEG). The TEM images of the BMG before annealed in the temperature below the crystallization clearly reveal a duplex microstructure consisting of nanocrystalline particles about 5-10 nm in size distributed uniformly in the amorphous matrix. Due to the FFT research the crystalline phases may be indexed as the Cu8Zr3, Cu3Pd, CuTi2 and CuTiZr.

PL

W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszy się poszukiwanie składów stopów, które charakteryzuje wysoka zdolność do tworzenia faz amorficznych, a co za tym idzie, tworzenia masywnych szkieł metalicznych. Aby zrozumieć właściwości oraz zdolność materiału metalicznego do zeszklenia należy zbadać szczegółowo jego strukturę atomowa. Badania dyfrakcyjne metali amorficznych pozwalają jedynie na uzyskanie informacji na temat uporządkowania bliskiego zasięgu. Niniejsza praca przedstawia bardziej wnikliwe badania lokalnej struktury szkieł metalicznych, które uzyskano przy użyciu transmisyjnej mikroskopii elektronowej TEM. Wybrany stop o składzie Ti40Zr10Cu40Pd10 został poddany wygrzewaniu w temperaturze poniżej temperatury krystalizacji. Badania HREM ujawniły, iż powstała w materiale mikrostruktura składała się z nanocząstek o wielkości około 5-10nm w amorficznej osnowie. Analizy składu chemicznego EDX oraz obrazów transformaty Fouriera wskazują, iz krystaliczne fazy mogą być zidentyfikowane jako Cu8Zr3, Cu3Pd, CuTi2 i CuTiZr.

10

Microstructure and mechanical properties of the Cu/SnAuCu/Cu joints

Wojewoda-Budka J., Sypień A., Wierzbicka-Miernik A., Piątkowski A., Zięba P.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

666-669

EN

The paper presents the preliminary results obtained on the joints where the new candidate for lead-free solder material was applied. Both SEM microscopy observations combined with the EDX chemical analysis of the Cu/Cu interconnections joined with the SnAuCu alloy at 300°C for different time of flux-less soldering were performed. The scallop-type morphology of n[(Cu, Au)6Sn5] phase growing due to the solid-liquid interaction at the solder/copper interface was observed. Further solid-state diffusion led to the growth of another intermetallics - e[(Cu, Au)3Sn]. The middle of the joined area was fulfilled by the eutectic mixture consisting of the tin and n[AuSn4] phase. The shear tests carried out at the room temperature provided the information about the shear strength of the joints which varied between 12.6÷17 MPa. It was also found that the crack propagation took place inside the solder. Finally, it was concluded that the increasing width of the intermetallic phases caused the decrease of the mechanical properties.

PL

W pracy przedstawiono wstępne wyniki uzyskane dla złączy Cu/Cu, w których jako lutowie zastosowano nowy zamiennik dla lutowi SnPb. Złącza uzyskane w wyniku lutowania bez użycia topnika, w temperaturze 300°C i po rożnych czasach lutowania, poddano obserwacjom mikrostruktury oraz wykonano analizę ich składu chemicznego na skaningowym mikroskopie elektronowym. Pierwsza faza międzymetaliczna n[(Cu, Au)6Sn5], powstająca w obecności ciekłego lutowia, charakteryzowała się morfologią skallopków i wzrastała na granicy międzyfazowej miedź/lutowie. Z kolei dyfuzja w fazie stałej spowodowała wzrost kolejnej fazy e[(Cu, Au)3Sn]. Środkowy obszar złącza został wypełniony przez mieszaninę eutektyczną roztworu stałego cyny oraz fazy n[AuSn4]. Testy na ścianie przeprowadzone w temperaturze pokojowej dostarczyły informacji o wytrzymałości złączy na ścinanie, której wartości wahały się między 12,6÷17 MPa. Stwierdzono także, że pęknięcie rozprzestrzeniało się wewnątrz lutowia. Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu wnioskowano, że za spadek właściwości mechanicznych wraz z wydłużającym się czasem lutowania odpowiedzialny jest wzrost szerokości warstwy faz międzymetalicznych.

11

Microstructure and Kinetics of Intermetallic Phases Growth in Ag/Sn/Ag Joint Obtained as the Results of Diffusion Soldering

Skrzyniarz P., Sypień A., Wojewoda-Budka J., Filipek R., Zięba P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 1

123-130

EN

Copper plays the role of the fundamental conductive layer in electronic circuits. Nevertheless, in the crucial areas, silver is used due to its higher electrical and thermal conductivity as well as oxidation resistance. Diffusion soldering is one of the novel technologies of metals joining which can successfully be used in the electronic industry. The main advantage of this process is that a joint produced is characterized by thermal and mechanical stability at temperatures 2-3 times higher than the soldering temperaturę. This paper presents results of optical and scanning electron microscopy observations of Ag/Sn/Ag joints obtained using diffusion soldering at the temperaturę 243 °C and 258 °C. The kinetics of Ag3Sn intermetallic phase growth was also studied as well as the chemical composition at the joint cross sections was determined using the energy dispersive X-ray spectroscopy method. The interdiffusion coemcients were calculated on the basis of the determined Ag3Sn phase growth ratę curves applying the numerical diffusion model developed at the Department of Solid State Chemistry, the Faculty of Materials Science and Ceramics at the AGH University of Science and Technology.

PL

Rolę podstawowej warstwy przewodzącej w układach drukowanych spełnia miedź. Mimo to w obszarach newralgicznych, stosuje się srebro ze względu na wyższą przewodność elektryczną i cieplną, a także odporność na utlenianie. Lutowanie dyfuzyjne niskotemperaturowe (ang. diffusion soldering) stanowi jedną z nowatorskich technik łączenia metali ze względu na łatwość zastosowania i szybkość procesu, w szczególności w przemyśle elektronicznym. Główną zaletą lutowania dyfuzyjnego niskotemperaturowego jest otrzymanie połączenia wykazującego stabilność termiczną i mechaniczną w temperaturach 2-3 razy wyższych niż temperatura lutowania. W pracy przedstawiono wyniki badań złącz Ag/Sn/Ag otrzymanych za pomocą lutowania dyfuzyjnego niskotemperaturowego w temperaturze 243 °C i 258 °C wykonane techniką mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Określona została także kinetyka wzrostu fazy międzymetalicznej Ag3Sn i skład chemiczny na przekroju spoiny metodą spektroskopii promieniowania rentgenowskiego z dyspersją energii. W oparciu o wyznaczone krzywe szybkości wzrostu fazy Ag3Sn obliczono współczynniki dyfuzji wzajemnej przy zastosowaniu numerycznego modelu dyfuzji opracowanego w Katedrze Fizykochemii Ciała Stałego na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Akademii Górniczo-Hutniczej.

12

Heat Capacities of Some Binary Intermetallic Compounds in Al-Fe-Ni-Ti System

Onderka B., Sypień A., Wierzbicka-Miernik A., Czeppe T., Zabdyr L. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 2

435-439

EN

High- and low-temperature Cp measurements were carried out for binary: AlNi3, FeTi and Ni3Ti intermetallic compounds employing various DSC methods and equipment; two different sample preparation techniques were used as well. Low temperature interval ranged from 103 to 623 K, and high temperature range was spread from 313 to 873 K. Results were then fitted to Kelley equation: Cp = a + bźT + cźT-0.5 + dźT-1 + eźT-3 + fźT-2 and Cp vs T curves were presented as graphs.

PL

Przeprowadzono nisko- i wysokotemperaturowe pomiary ciepła właściwego dwuskładnikowych związków międzymetalicznych: AlNi3, FeTi oraz Ni3Ti za pomocą różnych metod i sprzętu różnicowej kalorymetrii skaningowej; zastosowano również dwie różne metody przy-gotowania próbek do badań. Pomiary niskotemperaturowe przeprowadzono w zakresie 103 do 623 K, natomiast zakres pomiarów wysokotemperaturowych leżał w granicach: 313 do 873 K. Wyniki badań opisano równaniem Kelley’a: Cp = a + bźT + cźT-0.5 + dźT-1 + eźT-3 + fźT-2 a krzywe Cp w funkcji temperatury przedstawiono na wykresach.

13

Wpływ składu chemicznego i sposobu przygotowania stopu (NiCu)ZrTiAlSi na amorficzność i mikrostrukturę

Czeppe T., Sypień A., Anastasova S., Latuch J., Ochin P.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

127-130

PL

Szkła metaliczne charakteryzują się brakiem zakresu odkształcenia plastycznego. Zwiększonego zakresu odkształcenia plastycznego oczekuje się w przypadku struktury kompozytowej: amorficznej matrycy z dendrytycznymi cząstkami faz odkształcalnych. Praca poświecona stopowi na bazie niklu o składzie nominalnym (Ni1-0.29Cu0.29)58Zr18Ti13Al6Si5 (%at.). Stop badany był w postaci taśm zestalanych na wirującym walcu i próbek masywnych, chłodzonych z różną szybkością. Faza amorficzna podlega devitryfikacji w temperaturze Tg 583oC, temperatura krystalizacji Tx wynosi 579oC, zakres cieczy przechłodzonej Tx-Tg 41oC a parametr Tg/Tl 0.64. W fazie amorficznej występują kryształy o składzie zbliżonym do matrycy amorficznej, wzbogaconym w Al i Si a o obniżonej zawartości Ni i Cu. Tworzą się one w trakcie zestalenia fazy ciekłej. W zależności od szybkości chłodzenia stop wykazuje zdolność do tworzenia mikrostruktury kompozytu amorficznego. Dendrytyczne kryształy wykazują skład (Ni4Cu)53(Zr2TiAl)40Si7 i Ni(Cu)40-Zr(Ti)35Si25.

EN

Metallic glasses are characterized by the lack of ductility. Enhanced plastic deformation range is expected in case of composite structure consisting in amorphic matrix with dendritic particles of ductile phases inside. The paper concerns properties of the Ni-based alloy of nominal composition (Ni1-0.29Cu0.29)58Zr18Ti13Al6Si5 (%at.). The alloy was investigated in the form of ribbons prepared by melt spinning and massive samples, cooled with the different rates. Devitrification of the amorphic phase proceeds at Tg 583oC, crystallization temperature Tx is 579oC, overcooled liquid range Tx-Tg - 41oC, GFA Tg/Tl - 0.64. Some separated crystals were formed during solidification in the amorphous phase. The composition of the crystals is similar to the amorphous matrix but enriched in Al and Si and depleted in Ni and Cu. Depending on the cooling rate the alloy reveals ability to form amorphous composite microstructure. The composition of the dendrites is near to (Ni4Cu)53(Zr2TiAl)40Si7 i Ni(Cu)40Zr(Ti)35Si25 phases.

14

The influence of Cu and Nb on microstructural and magnetic evolution of amorphous FeSiB(CuNb) soft magnetic alloys after pulsed laser heating

Sypień A., Kusiński J., Czapkiewicz M., Stobiecki T., Czeppe T.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

666-669

EN

The magnetic, structural and microstructural characteristics of FeSiB and FeSiB(Cu,Nb) alloys have been studied for sample submitted to pulsed laser treatment. Particular attention was paid to the influence of separate additions of Cu and Nb to the reference FeSiB alloy, although a detailed analysis on the role of each element is disclosed. It includes overall information on the nature of crystallites for the different nanocrystallization stages and the correlation between magnetic and structural characteristics also after pulsed laser heating where first crystallization stages are detected. The investigation showed, that using of relatively low laser beam energy with subsequent overlapping of heated areas permitted to get uniformly nanocrystallized material. Moreover, it has been shown, that the laser heating of FeSiB as well as FeSiB(Cu,Nb) alloys, which provides considerable refinement of its microstructure (nanostructure), does not significantly changes its magnetic properties as compared to amorphous alloy.

PL

W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań, dotyczących wpływu dodatków stopowych Cu i Nb na mikrostrukturę taśm amorficznych Fe-Si-B podanych lokalnemu laserowemu (impulsowemu) nagrzewaniu. Przeprowadzono badania procesu krystalizacji stopu Fe-Si-B z dodatkami stopowymi oraz zależności pomiędzy strukturą i własnościami magnetycznymi. Badania wykazały, że użycie wiązki laserowej o relatywnie niskiej energii z nachodzącymi na siebie kilkoma nagrzanymi obszarami, prowadzi do otrzymania jednorodnej nanostruktury w nagrzanych obszarach materiału. Wykazano ponadto, że laserowe nagrzewanie stopu FeSiB, które prowadzi do znacznego rozdrobnienia struktury krystalicznej (nanostruktury), nie wprowadza istotnych zmian własności magnetycznych w porównaniu do stopu amorficznego.

15

Zmiany struktury i własności magnetycznych amorficznego stopu Fe-Si-B w wyniku krystalizacji pod wpływem promieniowania laserowego

Sypień A., Kusiński J., Kusiński G., Stobiecki T.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

325-328

PL

W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań, dotyczących wpływu lokalnego laserowego (impulsowego) nagrzewania taśm amorficznych Fe-Si-B, w celu uzyskania struktury nanokrystalicznej w osnowie amorficznej, która wykazuje doskonałe własności magnetyczne tj.: niską wartość pola koercji, wysoką wartość początkową, podatność magnetyczną. Analiza dotyczyła również zmian struktury domen magnetycznych za pomocą mikroskopii elektronowej. Badania wykazały, że użycie wiązki laserowej o relatywnie niskiej energii z nachodzącymi na siebie kilkoma nagrzanymi obszarami, prowadzi do otrzymania jednorodnej nanostruktury w nagrzanych obszarach materiału. Wykazano ponadto, że laserowe nagrzewanie stopu FeSiB, które prowadzi do znacznego rozdrobnienia struktury krystalicznej (nanostruktury), nie wprowadza istotnych zmian własności magnetycznych w porównaniu do stopu amorficznego.

EN

The results of an experimental investigations in running were introduced was, relating the local pulsed laser the heating of amorphous ribbons Fe-Si-B, it in aim of obtainment the nanostructure in amorphous matrix as well as it improvement the magnetic properties (low value of field of coercive force, high magnetic susceptibility). Analysis concerned of the changes of magnetic domains structure by using electron microscopy. The investigation showed, that using of relatively low laser beam energy with subsequent overlapping of heated areas permitted to get uniformly nanocrystallized material. Moreover, it has been shown, that the laser heating of FeSiB alloy, which provides considerable refinement of its microstructure (nanostructure), does not significantly changes its magnetic properties as compared to amorphous alloy.

16

Wpływ obróbki laserowej na proces nanokrystalizacji amorficznego stopu Fe-Si-B.

Sypień A., Kusiński J., Czapkiewicz M., Stobiecki T.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2003

|

T. 24, nr 4

343-356

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu nagrzewania laserem impulsowym Nd:YAG amorficznego stopu Fe80Si11B9 na zmiany jego mikrostruktury, właściwości magnetycznych oraz struktury domen magnetycznych. Opisano proces nanokrystalizacji oraz zmiany zachodzące w strukturze stopu po nagrzewaniu laserowym. Określono morfologię tworzących się faz i przeprowadzono ich identyfikację. Wykazano, że proces krystalizacji rozpoczyna się od zarodkowania fazy (alfa-Fe(Si)) a następnie krystalizują borki Fe2B o strukturze tetragonalnej oraz ortorombowej. Badania wykazały, że użycie wiązki laserowej o odpowiednio niskiej energii z nachodzącymi na siebie kilkoma nagrzanymi obszarami, prowadzi do otrzymania jednorodnej nanostruktury w nagrzanych obszarach materiału. Wykazano ponadto, że laserowe nagrzewanie stopu FeSiB, które prowadzi do powstania bardzo rozdrobnionej struktury krystalicznej (nanostruktury), nie wprowadza istotnych zmian właściwości magnetycznych w porównaniu do stopu amorficznego.

EN

The results of an investigation of Nd:YAG pulsed laser heating effect of Fe80Si11B9 alloy on microstructure, magnetic properties and magnetic domain structure, are presented in this work. The nanocrystallization process and the changes of the structure caused by laser treatment are described. The morphology of crystalline phases have been analysed and the phase identification has been carried out. The crystallization process of amorphous material begins from the nucleation of nano-sized alpha-Fe(Si) crystals then Fe2B crystallizes in the form of tetragonal or orthorombic phases. The investigations have shown that using of relatively low laser beam energy with subsequent overlapping of heated areas allowed us to get uniformly nanocrystallized material. Moreover, it has been shown, that the laser heating of FeSiB alloy, which provides considerable refinement of its microstructure (nanostructure), does not significantly changes its magnetic properties as compared to amorphous alloy.

17

Wpływ obróbki laserowej na mikrostrukturę i własności magnetyczne stopu amorficznego FeSiB

Sypień A., Kusiński J.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 42

217--226

PL

W pracy prezentowane są wyniki eksperymentalnych badań wpływu obróbki laserowej na mikrostrukturę, proces krystalizacji i własności magnetyczne amorficznych taśm Fe80Si9B11. Dla zrozumienia zmian morfologicznych zastosowano mikroskop skaningowy i transmisyjny mikroskop elektronowy.