强磁场条件下Cu-Ni扩散偶的柯肯达尔效应

发布时间：2020-03-31 00:11

【摘要】：强磁场能够将高强度的能量无接触地传递到物质的原子尺寸,改变原子的排列、匹配和迁移以及改变材料的热力学状态。在强磁场环境中,材料会受到更强的磁场力作用,这些作用即使对非铁磁性物质也会变得很显著。因此,强磁场的应用为新材料制备和材料电磁过程研究开辟了新的领域,具有广阔的发展前景。 本文采用金相显微镜、数字显微镜、电子探针等手段研究了强磁场作用下Cu-Ni扩散偶的柯肯达尔效应,考察了强磁场作用下Cu-Ni扩散偶中钼丝标记移动距离变化和扩散层厚度变化,并且利用Boltzmann-Matano(俣野)平面方法计算出不同磁场条件下的互扩散系数,结合Darken(达肯)方程求出铜原子和镍原子在不同条件下的本征扩散系数,探求了扩散行为与磁场强度、梯度、作用方向等磁场参数的依变关系,分析了强磁场对Cu-Ni扩散偶扩散过程的影响机理。本实验主要研究结果如下： Cu-Ni扩散偶在均恒强磁场作用下扩散退火处理时,发现磁场方向对原子的扩散速度有明显的影响。在平行(DPB)和垂直(DVB)于磁场的两个方向上扩散速度存在显著的差异,在DPB方向上标记物移动距离随着磁场强度的增加而增加,而在DVB方向上磁场强度的增加对标记物移动距离变化无显著影响。 扩散退火时,标记物向镍层移动。这是由于Ni原子比Cu原子扩散速度更快,扩散平均距离更大。在DPB方向上不同的磁场强度条件下,均恒强磁场显著促进了扩散偶中铜原子和镍原子的互扩散,扩散层厚度都随着磁场强度的增加而增加。相对于铜原子来说,随着磁场强度的增加镍原子的本征扩散系数增加的更快,说明磁场强度改变了两种原子的相对扩散速度。 施加梯度磁场,显著抑制Ni和Cu原子的互扩散和Cu-Ni扩散偶中钼丝标记物的移动；梯度磁场条件下,磁场方向的作用对钼丝标记的移动也表现出差异性,梯度磁场在DVB上的抑制作用比在DPB上的抑制作用更加显著。
【图文】：

超声清洗:采用科导SK3200H型超声清洗器电子天平等图2.1为本实验用的电镀实验装置简图:叮宁加O.0.脉冲电镀电源2恒温磁力加热搅拌器3镀槽4水浴装置5阳极(纯镍板)6阴极(纯铜棒)7搅拌子图2.1电镀实验装置简图 F19.2.1ExPerimentalsetuPofeleetroPlating一25-

图2.3预处理工艺曲线图 Fig.2.3TemPeratureProfileforPretreatment图2.4为扩散偶预处理后镍层与铜基体和铝丝的显微形貌，从中可以看出，镀镍层组织与镀后相比，无显著变化，，仍呈细小的柱状晶分布。较低的退火温度和较短的退火时间保证了在消除应力的前提下Cu和Ni之间没有发生明显的互扩散。豁 1200p皿!图2.4预处理后镍层与铝丝的显微形貌 F19.2.4OMmorPhologyofPlatingNilayerand molybdenumwiresafterPretreatment
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TG146.11

【引证文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 马晓敏;强磁场下Al/Cu和Al/Mg二元金属体系扩散行为研究[D];东北大学;2010年

本文编号：2608260