拡散型相変態における界面移動に及ぼす微量第三成分の影響

微量三次组分对扩散型相变过程中界面运动的影响

• 批准号: 10136241
• 负责人: 下崎 敏唯
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10136241/
• 关键词: 反応拡散; スキャベンジング効果; IF-steel; FeSi2; Fe3Si; 不純物効果

【目的】材料の特性が微量元素により著しく改善されることがある。拡散現象でもAl配線のエレクトロマイグレーションが微量のCuで改善された。また、溶融亜鉛メッキ鋼板の化合物相の成長がZn浴中へ0.1mass%程度のAl添加することで抑制され、逆に鉄に微量のSiが添加されると化合物が異常に成長する。本研究は異なる純度の鉄を用いてFe-Si系反応拡散を行い、結果に著しい差異が生じたのでFeシリサイドの成長速度に与える微量不純物の影響について調べた。【方法】純度の異なる3種類の鉄(市販の99.8%(2N)、99.99%(4N)及び溶融亜鉛メッキ用鋼板であるIF-stee)と方位〈100〉厚さ0.5mmのSi単結晶ウエハを用いた。FeとSiは10mmx10mmx0.5〜2mmとし、接合面を鏡面研磨、2x10-3Paの真空炉で0.5MPaの低荷重下で加熱した。実験温度は973K〜1223Kとし、拡散後、EPMAおよびX線回折装置による組織観察を行った。【結果】Fe/Si拡散対内にはFe3Si、FeSiおよびFeSi2相が形成された。IF-steelおよび99.8%Fe/SiではFe3Siが一番厚く、FeSi2はほとんど成長しない。99.99%Fe/Siでは3種類のシリサイドがほぼ同じ厚さに成長する。全相の厚さはFeの種類に依存して著しく異なり、IF-steelでは4N-Feのおよそ10倍となった。IF-steelには添加元素としてTi、2N-FeにはMn、4N-Feには酸素が多く含まれている。Fe/シリサイド界面に4N-Feではカーケンドールボイド、IF-steelではTi、2N-FeではMnの凝集が見られ4N-Fe中の酸素が成長速度を抑制し、IF-steelに添加されているTiが酸素の抑制効果を取り除いていると考えることによって、この成長挙動が上手く説明できる。本研究の最終目的は反応拡散法によって熱電変換材料であるFeSi2を作成することにある。この目的のためにはIF-steelを用いる方がFeSi2の作成が効率よく行えることが示唆される。

[objective] to improve the properties of materials and trace elements. This is like a small amount of Cu to improve the performance of the Al. In the Zn bath, 0.1% mass% of Al was added to inhibit the growth of carbon dioxide, while the trace amount of Si was added to increase the growth rate of the compound. In this study, the results show that the growth rate of Fe growth is significantly higher than that of trace substances in Fe-Si system. [methods] the orientation of the 0.5mm Si (market temperature 99.8% (2N), 99.99% (4N) and melting temperature (4N) is less than 100%). Fe Si 10mmx10mmx0.5~2mm grinding, joint grinding, 2x10-3Pa vacuum furnace 0.5MPa under low load. After the temperature is 973K~1223K, after dispersion, the EPMA temperature X-ray folding device monitors the organization to check the operation. [results] the internal Fe3Si of Fe/Si and the FeSi2 of FeSi were closely related to each other. IF-steel is responsible for the development of 99.8%Fe/Si and Fe3Si, and the growth of FeSi2 is very important. In recent years, the 99.99%Fe/Si has grown up in the same way as the thick ones. The thickness of the whole phase is similar to that of the Fe, and the 4N-Fe of the IF-steel is 10 times higher than that of the whole phase. IF-steel, adding elements, Ti, 2N-Fe, Mn, 4N-Fe, acid, acid and acid. The interface of Fe/ testing shows that the growth rate of monosodium glutamate in 4N-Fe is inhibited by the agglutination of IF-steel, Ti, and 2N-Fe. The growth rate of monosodium glutamate in 4N-Fe is inhibited, and the growth rate of Ti is inhibited. In this study, the most important purpose of this study is that the anti-dispersion method is used to improve the quality of the material. The material is made of FeSi2. The purpose of this study is to use the FeSi2 of the party to make a rate of instigation of the IF-steel.

项目成果

大西正巳: "2元系反応拡散における異相界面移動に関する界面反応と局所平衡" 日本金属学会誌、. 62.6. 505-509 (1998)

Masami Onishi：“二元反应扩散中异相界面运动的界面反应和局部平衡”，日本金属学会杂志，62.6（1998）。