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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王朝弘
研究生(外文):Chao-Hong Wang
論文名稱:Al-Cu-Ni三元系統和Sn-Cu-Ni三元系統在800℃下之相平衡及其相關界面反應
論文名稱(外文):Phase equilibra of the ternary Al-Cu-Ni system and the ternary Sn-Cu-Ni system at 800℃ and their related interfacial reactions
指導教授:陳信文陳信文引用關係
指導教授(外文):Sinn-Wen Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:184
中文關鍵詞:界面反應相圖
外文關鍵詞:AlCuNiSninterfacial reactionphase diagram
相關次數:
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本研究主要在探討Al-Cu-Ni三元系統及Sn-Cu-Ni三元系統在800℃下之相平衡及其相關的界面反應。在Al-Cu-Ni系統800℃之相平衡方面,利用電弧熔融法(arc-melting)製作Al-Cu-Ni合金,將合金放置在800℃下進行熱處理,再以EPMA(electron probe microanalysis)對其平衡相做組成分析,和利用XRD(X-ray diffractometer)對合金進行晶體結構鑑定,運用熱力學的知識,可繪製出Al-Cu-Ni三元系統等溫截面相圖。本研究對此系統在800℃之相平衡已做了完整的了解,除了Al3Ni相以外,Al-Ni系統的介金屬相對Cu均有很大溶解度,這是由於Cu可在Al-Ni系統的介金屬相中取代Ni的位置。AlNi和β-AlCu4並不會形成連續互溶的固溶體,但AlNi可延伸至靠近Al-Cu的邊界,可見AlNi具有相當大的溶解度。另外也對Al-Cu-Ni系統進行相關的界面反應探討,主要的反應偶為Al/Ni、Al/Cu、Al/Al-Ni、Al-Cu/Ni、Al-Ni/Cu。Al/Ni、Al/Al-Ni的界面反應均會生成Al3Ni及Al3Ni2。Al/Cu及Al-Ni/Cu均會生成β-AlCu4、γ1-Al4Cu9、ε2-Al2Cu3。而Al-Cu/Ni的界面反應,當Al-Cu合金的Cu在6at%以下時,生成相和Al/Ni相同,僅生成Al3Ni及Al3Ni2,但當Cu在7.5at%時,發現生成相為AlNi相,此AlNi相約含有30at%Cu。並對此界面反應的擴散路徑配合實驗所得之Al-Cu-Ni相圖進行探討。
在Sn-Cu-Ni三元系統800℃的相平衡方面,發現Ni3Sn對Cu有很大的溶解度,隨著Cu的比例不同,分為兩個結構。在4at%Cu以下時,為Ni3Sn的低溫相(L),約在9at%Cu以上時,為Ni3Sn的高溫相(H)。由於在低於800℃時,Ni3Sn(H)會與Cu4Sn(H)會形成連續固溶體,因此Ni3Sn(H)會往Cu4Sn(H)相延伸。在800℃的平衡下,Cu4Sn的平衡相並不存在,因此會形成一個L-Ni3Sn(H)-(Cu,Ni)的三相區。在Sn-Cu alloy/Ni的界面反應,改變Sn-Cu合金組成比例和Ni進行界面反應,當Cu比例小於70at%時,界面生成相為Ni3Sn相及Ni3Sn2相,唯有Sn-75at%Cu/Ni在反應時間較短時,僅生成Ni3Sn相,當反應時間至20分鐘時,會再生成Ni3Sn2相。因此,在Sn-75at%Cu/Ni和Sn-70at%Cu/Ni的界面反應之間,有一擴散路徑的轉變。利用Sn-Cu-Ni等溫截面相圖繪製出界面反應的擴散路徑來作解釋與說明。
Sn-0.7wt%Cu是常見的無鉛銲料之一,若以Ni為基材,則為Sn-Cu-Ni三元系統的界面反應,因此本研究也對此做進一步的探討。進行Sn-0.7wt%Cu/Ni在200℃下的固/固界面反應,發現會生成Cu6Sn5相及Ni3Sn4相。另外也進行更微量Cu的探討,如Sn-0.3wt%Cu/Ni、Sn-0.2wt%Cu/Ni界面反應,除了生成Ni3Sn4相,也均生成Cu6Sn5相,本研究發現Sn中含有些許的Cu,在界面處就會有Cu6Sn5相的生成,其原因在此論文的結果與討論有詳細的探討。
在250℃下的Sn-0.7wt%Cu/Ni界面反應,會生成Cu6Sn5相。當反應時間增長時,生成相Cu6Sn5會有剝落的現象。Sn/Ni系統在250℃下,會生成Ni3Sn4相,但Sn-0.7wt%Cu/Ni在250℃下,卻生成Cu6Sn5相,可知加入微量的Cu會對界面生成相有很大的改變,因此將改變Cu含量,探討其對界面生成相的影響。Sn-微量Cu/Ni在250℃下的液/固界面反應,發現當Cu在0.3wt%以下時,僅生成Ni3Sn4相,而Cu在0.5wt%以上時,會生成Cu6Sn5相,在Sn-0.4wt%Cu/Ni時,會生成Cu6Sn5相及Ni3Sn4相。而在這些生成相中,均有Cu、Ni互相取代的情形。
Cu/Sn/Ni在200℃下進行界面反應,在Cu/Sn的界面分別有Cu3Sn及Cu6Sn5的生成相,在Sn/Ni的界面僅生成Ni3Sn4的介金屬相,而Ni3Sn4相約含有8at%的Cu,並沒有生成Cu6Sn5相。
1.緒論
2.文獻回顧
2-1 Al-Cu-Ni三元系統之相平衡
2-2 Al-Cu-Ni三元系統之界面反應
2-3 Sn-Cu-Ni三元系統之相平衡
2-4 Sn-Cu-Ni三元系統之界面反應
3.實驗方法
3-1 Al-Cu-Ni三元平衡相圖
3-2 Al-Cu-Ni三元系統的界面反應
3-3 Sn-Cu-Ni三元平衡相圖
3-4 Sn-Cu-Ni三元系統的界面反應
4.結果與討論
4-1 Al-Cu-Ni三元系統在800℃之等溫截面相圖
4-2 Al-Cu-Ni三元系統之界面反應
4-3 Sn-Cu-Ni三元系統在800℃之等溫截面相圖
4-4 Sn-Cu-Ni三元系統之界面反應
5.結論
6.參考資料
1. L. Pawlowski, “The Science and Engineering of Thermal Spray Coatings”, John Wiley & Sons, Chichester, England, (1995).
2. V. V. Sobolev, J. M. Guilemany, J. Nutting, and J. R. Miquel, International Materials Review, Vol. 42(3), pp. 117-136, (1997).
3. S. Kitahara and A. Hasui, Journal of Vacuum Science and Technology, Vol. 11, pp. 747-753, (1974).
4. H. Zhuang, Z. Gu, S. Wu, and X. Zhou, "Advanced Thermal Spraying Technology and Allied Coating Symposium", pp. 319-325, Osaka, Japan, (1988).
5. D. J. Chakrabarti, D. E. Laughlin, S.-W. Chen and Y. A. Chang, “Phase Diagrams of Binary Nickel Alloys”,edited by P. Nash, ASM, Materials Park, pp. 85-95, (1991).
6. J. L. Murray, International Metals Reviews, Vol. 30(5), pp.211-233, (1985).
7. J. D. Livingston, Journal of Materials science, Vol. 5, pp. 951-954, (1970).
8. P. Nash, M. F. Singleton, J. L. Murray, “Phase Diagrams of Binary Nickel Alloys”, edited by P. Nash, ASM, Materials Park, pp. 3-11, (1991).
9. C. R. Austin and A. J. Murphy, Journal of the Institute of Metals, Vol. 29(1), pp. 327-371, (1923).
10. J. S. Llewelyn, Journal of the Institute of Metals, Vol. 92, pp. 93-94, (1964).
11. K. W. Andrews and W. Hume-Rothery, Proceedings of the Royal Society of London, series A, Vol. 178, pp. 464-473, (1941).
12. K. E. Bingham and J. L. Haughton, Journal of the Institute of Metals, Vol. 29, pp. 71-115, (1923).
13. A. J. Bradley and H. Lipson, Proceedings of the Royal Society of London, series A, Vol. 67, pp.421-438, (1938).
14. W. Koster, U. Zwicker and K. Moeller, Zeitschrift Fuer Metallkunde, Vol. 39, pp. 225-231, (1948).
15. W. O. Alexander, Journal of the Institute of Metals, Vol. 63, pp. 163-183, (1938).
16. P. Villars, A. Prince and H. Okamoto, “Handbook of ternary alloy phase diagrams”, ASM International Society, Materials Park, pp. 3297-3316, (1994).
17. M. G. Bown, Acta Crystallographica, Vol. 9, pp. 70-74, (1956).
18. L. F. Mondolfo, “Aluminum Alloys:Structure and Properties”, London , Boston︰Butterworths, pp. 509-511, (1976).
19. F. J. J. van Loo, Prog. Solid st. Chem., Vol. 20, pp. 47-99, (1990).
20. C. Wagner, Z. Anorg. Chem., Vol. 236, pp. 320, (1938).
21. W. Keppner, R. Wesche et al. , Thin Solid Film, Vol. 143, pp. 201-215, (1986).
22. M. M. P. Janssen, Transactions of the Metallurgical Society of AIME, Vol. 293, pp. 1372, (1967).
23. R. W. Barnard, Plating. pp. 752-757, (1974).
24. J. Hickl and R. W. Heckel, Metallurgical Transactions A, Vol.6A, pp. 431-440, (1975).
25. V. I. Dybkov, J. Materials Science, Vol. 21, pp. 3078-3084, (1986).
26. C.-L. Tsao and S.-W. Chen, J. Materials Science, Vol. 30, pp. 5215-5222, (1995).
27. R. E. Reed-Hill and R. Abbaschian, “Physical Metallurgy Principles”, 3rd edition, PWS, Boston, pp. 365-367, (1994).
28. J. B. Clark, Transactions of the Metallurgical Society of AIME, Vol. 227, pp. 1250-1251, (1963).
29. J. S. Kirkaldy and L. C. Brown, Canadian Metallurgical Quarterly, Vol. 2, pp. 89-117, (1963).
30. C. R. Kao, Materials Science and Engineering A, Vol.238, pp. 196-201, (1997).
31. C.-L. Tsao and S.-W. Chen, Journal of Materials Science, Vol. 30, pp. 5215-5222, (1995).
32. L. S. Castaleman and L. L. Seigle, Transactions of the Metallurgical Society of AIME, Vol. 209, pp. 1173, (1957).
33. M. M. P. Janssen and G. D. Rieck, Transactions of the Metallurgical Society of AIME, Vol. 239, pp. 1327, (1967).
34. Bertoti, M. Mohai, A.Csanady, P. B. Barna and H. Berek, Surface and Interface Analysis, Vol. 19, pp. 457, (1992).
35. M. Nastasi, L.S. Hung and J. W. Mayer, Applied Physics Letters, Vol. 43, pp. 831, (1983).
36. Y. Funamizu and K. Watanabe, Transactions of the Japan Institute of Metals, Vol. 12, pp. 147-152, (1971).
37. A. E. Gershinskii, B. I. Cherepov and F. L. Edelman, Thin Solid Films, Vol. 42, pp.269-275, (1977).
38. S. U. Campisano, E. Costanzo and F. Scaccianoce, Thin Solid Films, Vol. 50, pp. 97-101, (1978).
39. K. Rajan and E. R. Wallach, Journal of Crystal Growth, Vol. 49, pp. 297-302, (1980).
40. R. A. Hamm and J. M. Vandenberg, Journal of Applied Physics, Vol. 56(2), pp.293-299, (1984).
41. H. T. G. Hentzell, R. D. Thompson, and K. N. Tu, American Institute of Physics, Vol. 54(12), pp. 6923-6937, (1983).
42. F. A. Calvo, A. Ureña, J. M. Gomez de Salazar, F. Molleda, Journal of Materials science, Vol. 23, pp.2273-2280, (1988).
43. N. Saunders and A. P. Miodownik, Bulletin of Alloy Phase Diagrams, Vol. 11, No. 3, pp.278-287, (1990).
44. P. Nash and A. Nash, Bulletin of Alloy Phase Diagrams, Vol. 6, No. 4, pp.350-359, (1985).
45. E. Wachtel and E. Bayer, Zeitschrift fur Metalllunde, Vol. 75, No. 1, pp. 61-69, (1984).
46. K. P. Gupta, Indian Institute of Metals, Vol. 1, pp. 195-218, (1990).
47. J. Veszelka, Mitt. Berg. U. Hutt. Abt. K. Ung. Hochschule Berg. U. Forstwesen, Vol. 4, pp. 163-185, (1932).
48. B. D. Bastow and D. H. Kirkwood, Journal of the Institute Metals, London, Vol. 99, pp. 277-283, (1971).
49. W. B. Price, C. G. Grant and A. J. Phillips, Transactions of the American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers, Vol. 78, pp.503-517, (1928).
50. M. Miki and Y. Ogin, Transactions of the Japan Institute of Metals, Vol. 25, No. 9, pp. 593-602, (1984).
51. Handbook of Ternary Alloy Phase Diagrams, pp. 9818-9837.
52. Y. Murakami and S. Kachi, Transactions of the Japan Institute of Metals, Vol. 24, No. 1, pp. 9-17, (1983).
53. Y. Murakami and S. Kachi, Transactions of the Japan Institute of Metals, Vol. 24, No. 11, pp. 741-747, (1983).
54. Y. Watanabe, Y. Murakami and S. Kachi, Journal of the Japan Institute of Metals. Vol. 45, No.6, pp. 551-558, (1981).
55. J. S. Lee Pak and K. Mukherjee, Materials Science and Engineering (A), Vol. 117, pp. 167-173, (1989).
56. J. Haimovich, Welding Research Supplement, Vol. 68, No. 3, pp. 102-111, (1989).
57. P. J. Kay and C. A. Mackay, Transactions of the Institute of Metal Finishing, Vol. 54, p.68, (1976)
58. W. J. Tomlinson and H. G. Rhodes, Journal of Materials Science, Vol. 22, No. 5, pp. 1769-1772, (1987).
59. Z. Marinkovic and V. Simic, Thin Solid Films, Vol. 98, pp. 95-100, (1982).
60. S. K. Kang and V. Ramachandran, Scripta Metallurgica, Vol. 14, pp. 421-424, (1980).
61. J. A. van Beek, S. A. Stolk, and F. J. J. van Loo, Zeitschrift fur Metallkunde, Vol. 73, pp. 439-444, (1982).
62. S. Bader, W. Gust, and H. Hieber, Acta Metallurgica et Materialia, Vol. 43, No. 1, pp. 329-337, (1995).
63. D. R. Frear, J. W. Jang, J. K. Lin, and C. Zhang, Journal of Metals, Vol. 53, No. 6, pp. 28-32,(2001).
64. C.-M. Chen and S.-W. Chen, Journal of Applied Physics, Vol. 90, No. 3, pp. 1208-1214, (2001).
65. W. T. Chen, C. E. Ho, and C. R. Kao, Journal of Materials Research, Vol. 17, pp. 263-266, (2002).
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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