TiCu/Zn界面反应周期层片结构形成的热力学和动力学研究

金属学报, 2014, 50(8): 930-936. doi: 10.11900/0412.1961.2013.00771

TiCu/Zn界面反应周期层片结构形成的热力学和动力学研究

吴长军 ^1, , 朱晨露 ^2, , 苏旭平 ^3, , 刘亚 ^4, , 彭浩平 ^5, , 王建华 ^6,

1.常州大学材料科学与工程学院,常州213164;江苏省材料表面技术重点实验室,常州213164

2.常州大学材料科学与工程学院,常州213164

3.常州大学材料科学与工程学院,常州213164;江苏省材料表面技术重点实验室,常州213164

4.常州大学材料科学与工程学院,常州213164;江苏省材料表面技术重点实验室,常州213164

5.常州大学石油工程学院,常州213164

6.常州大学材料科学与工程学院,常州213164;江苏省材料表面技术重点实验室,常州213164

基金项目: Supported by National Natural Science Foundation of China (Nos.511710 31 and 51201023) 国家自然科学基金项目51171031和51201023资助

关键词： TiCu/Zn , 扩散偶 , 周期层片结构 , 热力学 , 动力学

THERMODYNAMICAL AND KINETIC INVESTIGATION OF FORMATION OF PERIODIC LAYERED STRUCTURE IN TiCu/Zn INTERFACE REACTION

Keywords： TiCu/Zn , diffusion couple , periodic layer structure , thermodynamics , kinetics

研究了TiCu/Zn扩散偶在390和450℃退火后的扩散层组织,发现其扩散区域中形成了3类周期层片对,且γ+TiZn3层片对的厚度随温度升高而减小,但与退火时间无关.在TiCu/Zn扩散体系中,反应扩散主要受Zn原子向TiCu基体端扩散控制,Zn原子扩散至TiCu基体界面附近优先形成TiZn3,而Ti原子穿过γ层和Cu原子穿过TiZn3层向富Zn端长程扩散均很困难,Cu原子仅能通过短程扩散聚集形成γ相并长大.周而复始,扩散通道在γ+TiZn3两相区中来回振荡形成周期层片对,且其间距与形成的先后顺序无关.温度的升高加快了原子扩散和TiZn3层的形成,使层片对变薄.扩散通道往富Zn方向穿过三相区后,在经过τ+TiZn3和τ+Ti3Zn22两相区时,同样由于Ti和Cu原子长程扩散困难,形成τ+TiZn3和τ+Ti3Zn22周期层片对.

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