Eng
Ukr
Rus
Print
2009 №02 (05) 2009 №02 (07)

Electrometallurgy Today 2009 #02
«Современная электрометаллургия», 2009, № 2, с. 27-31
 
ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ МНОГОСЛОЙНОЙ ФОЛЬГИ Al/Cu, ПОЛУЧЕННОЙ СПОСОБОМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ОСАЖДЕНИЯ
 
Авторы
Л. А. Олиховская1, Т. В. Мельниченко2, Я. И. Матвиенко1, А. И. Устинов2
1Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, Киев
2Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Методами рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии исследованы фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве многослойной фольги, состоящей из чередующихся слоев алюминия и меди (с периодом 0,7 мкм), соответствующей составу Al84Cu16. Показано, что при нагреве до 90 °С в фольге образуется интерметаллид AlCu, а при температуре до 150 °C – Al2Cu. Нагрев выше 350 °С вызывает постепенный рост объемной доли фазы Al2Cu при уменьшении объемной доли фазы AlCu. В результате таких превращений в фольге формируется двухфазное состояние (Al + CuAl2), соответствующее равновесной диаграмме состояния.
 
Using methods of X-ray diffraction and scanning electron microscopy the phase transformations in solid state in heating a multi-layer foil, consisting of alternate layers of aluminium and copper (at 0.7 m period) and corresponding to the composition Al84Cu16, were investigated. It is shown that intermetallic AlCu is formed in foil at heating up to 90 °С and Al2Cu is formed at up to 150 °С. The heating above 350 °С causes a gradual growth of a volumetric fraction of phase AlCu at decrease of volumetric fraction of phase AlCu. These transformations in foil results in the formation of two-phase state (Al + CuAl2) corresponding to an equilibrium state diagram.
 
Ключевые слова: электронно-лучевое осаждение; многослойная фольга; фазовое превращение
 
Поступила 16.03.2009
Опубликовано 18.06.2009
 
1. Nanometric multilayers: A new approach for joining TiAl / A. S. Ramos, M. T. Vieira, L. I. Duarte et al. // Intermetallics. – 2006. – N 14. – P. 1157—1162.
2. Cao J., Feng J. C., Li Z. R. Microstructure and fracture properties of reaction-assisted diffusion bonding of TiAl intermetallic with Al/Ni multilayer foils // J. Alloys and Compounds. – 2008. – № 466. – P. 363—367.
3. Diffusion welding of ?-TiAl based alloys through nano-layered foil of Ti/Al system / A. I. Ustinov, Yu. V. Falchenko, A. Yu. et al. // Intermetallics. – 2008. – № 16. – P. 1043—1045.
4. Pascal C., Marin-Ayral R. M., Te’denac J. C. Joining of nickel monoaluminide to a superalloy substrate by high pressure self-propagating high-temperature synthesis // J. Alloys and Compounds. – 2002. – № 337. – P. 221—225.
5. Effect of overall composition on thermally induced solidstate transformations in thick EB PVD Al/Ni multilayers / A. Ustinov, L. Olikhovskaya, T. Melnichenko, A. Shyshkin // Surf. Coat. Technol. – 2008. – № 202. – P. 3832— 3838.
6. Твердофазные реакции при нагреве многослойных фольг Al/Ti, полученных методом электронно-лучевого осаждения / А. И. Устинов, Л. А. Олиховская, Т. В. Мельниченко и др. // Автомат. сварка. – 2008. – № 2. – С. 21—28.
7. Investigation of diffusion in the Cu—Al thin film system / A. E. Gershinski, B. I. Fomin, E. I. Cherepov, F. L. Edelman // Thin Solid Films. – 1977. – № 42. – P. 269—275.
8. Silveria V. L. A., Mury A. G. Analysis of the behavior of bimetallic joints (Al/Cu) // J. Microstruct. Sci. – 1987. – № 14. – P. 277—287.
9. Lee W.-B., Bang K.-S., Jung S.-B. Effects of intermetallic compound on the electrical and mechanical properties of friction welded Cu/Al bimetallic joints during annealing // J. Alloys and Compounds. – 2005. – № 390. – P. 212—219.
10. Ouyang J., Yarrapareddy E., Kovacevic R. Microstructural evolution in the friction stir welded 6061 aluminum alloy (T6-temper condition) to copper // J. Mater. Process. Technol. – 2006. – № 172. – P. 110—122.
11. Microstructure and phase constitution near the interface of Cu/Al vacuum brazing using Al-Si filler metal / C. Xia, Y. Lia, U. A. Puchkov et al. // Vacuum. – 2008. – № 82. – P. 799—804.
12. Abdollah-Zadeh A., Saeid T., Sazgari B. Microstructural and mechanical properties of friction stir welded aluminum/ copper lap joints // J. Alloys and Compounds. – 2008. – № 460. – P. 535—538.
13. Ay I., Celik S., Celik I. Comparison of properties of friction and diffusion welded joints made between the pure aluminium and copper bars // BAU Fen Bilimleri Enstitusu Dergisi. – 1999. – 1, N 2. – P. 88—102.
14. Abbasi M., Taherib A. K., Salehia M. T. Growth rate of intermetallic compounds in Al/Cu bimetal produced by cold roll welding process // J. Alloys and Compounds. – 2001. – № 319. – P. 233—241.
15. Heness G., Wuhrer R., Yeung W.Y. Interfacial strength development of roll-bonded aluminium/copper metal laminates // Mater. Sci. Eng. A. – 2007. – № 483—484. – P. 740—743.
16. Janghorban K. Investigation of structure and mechanical properties of multi-layered Al/Cu composite produced by accumulative roll bonding (ARB) process / M. Eizadjou, A. K. Talachi, H. D. Manesh et al. // Compos. Sci. Technol. – 2008. – № 68. – P. 2003—2009.
17. Rajan K., Wallach E. R. A transmission electron microscopy study of intermetallic formation in aluminium-copper thin film couples // J. Cryst. Growth. – 1980. – № 49. – 297—302.
18. Hentzell H. T. G., Thomson R. D., Tu K. N. Interdiffusion in copper-aluminium film bilayers. I. Structure and kinetics of sequentional compound formation // J. Appl. Phys. – 1983. – № 54. – P. 6923—6928.
19. Hentzell H. T. G., Thomson R. D., Tu K. N. Interdiffusion in copper-aluminium film bilayers. II. Analysis of marker motin during sequential compound formation // Ibid. – 1983. – № 54. – P. 6923—6928.
20. Harutyunyan V. S., Torossyan A. R., Aivazyan A. P. Deformations, subgrain structure, dislocation arrangement and transition later formation in Cu/Al coating deposited by mechanochemical technique // Appl. Surf. Sci. – 2004. – № 222. – P. 43—64.
21. Solid state reaction in sandwich type Al/Cu thin films / C.-B. Ene, G. Schmitz, T. Al-Kassab, R. Kirchheim // Ultramicroscopy. – 2007. – № 107. – P. 802—807.
22. Диффузионная сварка микродисперсного композита АМг-5 + 27 % Al2O3 с применением нанослойной фольги Ni/Al / А. Я. Ищенко, Ю. В. Фальченко, А. И. Устинов и др. // Автомат. сварка. – 2007. – № 7. – С. 5—9.
23. Binary alloy phase diagrams / T. B. Massalski, H. Okamoto, P. R. Subramanian, L. Kacprzak. – Ohio: ASM Intern., 1986. – 526 c.
24. Funamizu Y., Watanabe K. Interdiffusion In the Aluminum-Copper Systems // Trans. Jap. Inst. Metals. – 1971. – № 12. – P. 147—152.
25. Tanaka Y., Kajihara M., Watanabe Y. Growth behavior of compound layers during reactive diffusion between solid Cu and liquid Al // Mater. Sci. Eng. A. – 2007. – № 445— 446. – P. 335—363.
26. Dybcov V. I. Growth kinetics of chemical compound layers. – Cambridge: Cambridge Int. Sci. Publ., 1998. – 192 p.
27. Herzig C., Divinski S. Essentials in diffusion behavior of nickel- and titanium-aluminides // Intermetallics. – 2004. – № 12. – P. 993—1003.
28. Suzuki A., Mishin Y. Atomic mechanisms of grain boundary diffusion: Low versus high temperatures // J. Mater. Sci. – 2005. – № 40. – P. 3155—3161.
>