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强磁场对SnZn基合金与铜板液/固界面反应的影响

徐洋  
【摘要】: 强磁场不仅可以从宏观上控制材料的物理化学反应过程;而且可以将高强度的能量无接触地传递到物质的原子尺度,改变原子的排列、匹配和迁移等行为。因此未加强磁场与磁场条件下不同物质之间的原子行为将会有明显的不同。据此本文研究了不同磁场强度对Sn1Zn基合金和Sn9Zn基合金与铜板液/固界面反应时界面金属问化合物(IMC)生长行为及元素原子扩散行为的影响,同时还研究了分别添加少量Ag和Cu对强磁场对SnZn基合金与铜板反应的作用规律的影响,研究结果如下: 从界面IMC层横截面显微组织观察表明,Sn1Zn系合金与铜板液/固界面反应生成Cu_5Zn_8,且生成的IMC层较为紧密;磁场加入后界面IMC层均由Cu_5Zn_8相和CuZn相组成;0.1T低磁场抑制了IMC层的生长,强磁场使IMC层变疏松,厚度增厚;无磁场作用时,Sn9Zn/Cu液/固界面反应时生成Cu_5Zn_8,合金中出现了大量的棒状富锌相;而磁场的加入抑制了IMC层的生长,但是0.1T低磁场使棒状的富锌相变成条状,强磁场加入后,棒状的富锌相消失。 从界面IMC层形貌观察表明,Sn1Zn和Sn9Zn与铜板液/固界面反应时磁场的加入均不同程度上细化了晶粒;通过XRD衍射谱发现,磁场的加入对Sn1Zn/Cu和Sn9Zn/Cu液/固界面反应生成IMC晶粒取向的影响不明显。 根据界面IMC的电子探针分析可知,磁场的加入抑制了两体系中Cu、Zn原子向界面处的扩散,降低了Zn原子在IMC界面前沿的相对含量。 通过分析比较可知,合金元素的添加,如Ag元素添加到Sn1Zn基合金中,降低了界面IMC层的厚度并增大了IMC颗粒的聚集;Cu元素添加到Sn9Zn基合金中降低了界面前沿Zn的相对含量和IMC晶粒的粘性;然而Cu、Zn元素的添加并不影响磁场对Sn1Zn及Sn9Zn基合金与铜板液/固界面反应的作用规律。


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