Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තුතියි.ඔබ සීමිත CSS සහය ඇති බ්රවුසර අනුවාදයක් භාවිතා කරයි.හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ යාවත්කාලීන බ්රවුසරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්රිය කරන්න).ඊට අමතරව, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාසිතා සහ JavaScript නොමැතිව වෙබ් අඩවිය පෙන්වමු.
ස්ලයිඩ තුනක කැරොසල් එකක් එකවර පෙන්වයි.වරකට විනිවිදක තුනක් හරහා ගමන් කිරීමට පෙර සහ ඊළඟ බොත්තම් භාවිතා කරන්න, නැතහොත් වරකට විනිවිදක තුනක් හරහා ගමන් කිරීමට අවසානයේ ඇති ස්ලයිඩර් බොත්තම් භාවිතා කරන්න.
පසුගිය වසර කිහිපය තුළ, විවිධ ද්රව්ය සඳහා අති විශාල අතුරුමුහුණත් සහිත නැනෝ-/මෙසෝ ප්රමාණයේ සිදුරු සහිත සහ සංයුක්ත ව්යුහයන් සෑදීම සඳහා ද්රව ලෝහ මිශ්ර ලෝහවල වේගවත් සංවර්ධනයක් සිදුවී ඇත.කෙසේ වෙතත්, මෙම ප්රවේශය දැනට වැදගත් සීමාවන් දෙකක් ඇත.පළමුව, එය සීමිත පරාසයක මිශ්ර ලෝහ සංයුති සඳහා ඉහළ අනුපිළිවෙලක් සහිත ස්ථලකයක් සහිත ද්විඅන්තීය ව්යුහයන් ජනනය කරයි.දෙවනුව, අධි-උෂ්ණත්ව වෙන් කිරීමේදී සැලකිය යුතු විශාල වීම හේතුවෙන් ව්යුහය බන්ධකයේ විශාල ප්රමාණයේ ඇත.විසංයෝජනය කිරීමේදී මිශ්ර නොවන මූලද්රව්ය කාන්දු වීම සීමා කිරීමෙන් ඉහළ අනුපිළිවෙල ස්ථල විද්යාව ප්රවර්ධනය කරන ලෝහ දියවීම්වලට මූලද්රව්යයක් එක් කිරීමෙන් මෙම සීමාවන් ජයගත හැකි බව මෙහිදී අපි ගණනය කිරීම් සහ පර්යේෂණාත්මකව පෙන්නුම් කරමු.මීළඟට, අපි මෙම සොයා ගැනීම පැහැදිලි කරන්නේ ද්රව දියවන ද්රවයේ ඇති මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්යවල තොග විසරණය මාරුවීම ඝන භාගයේ පරිණාමයට සහ ෆ්ලැක් කිරීමේදී ව්යුහයන්ගේ ස්ථල විද්යාවට දැඩි ලෙස බලපාන බව පෙන්වීමෙනි.ප්රතිඵල මගින් ද්රව ලෝහ සහ විද්යුත් රසායනික අපද්රව්ය ඉවත් කිරීම අතර මූලික වෙනස්කම් හෙළිදරව් කරන අතර, ලබා දී ඇති මානයන් සහ ස්ථලකය සහිත ද්රව ලෝහවලින් ව්යුහයන් ලබා ගැනීම සඳහා නව ක්රමයක් ද ස්ථාපිත කරයි.
උත්ප්රේරක1,2, ඉන්ධන සෛල3,4, විද්යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්රක 5, වැනි විවිධ ක්රියාකාරී සහ ව්යුහාත්මක ද්රව්ය සඳහා අතිශය ඉහළ අතුරු මුහුණත් මතුපිටක් සහිත නැනෝ/මෙසෝ ප්රමාණයේ විවෘත සිදුරු සහ සංයුක්ත ව්යුහයන් සැකසීම සඳහා නියෝජිත කණ්ඩායම ප්රබල සහ බහුකාර්ය තාක්ෂණයක් බවට පරිණාමය වී ඇත. 6, විකිරණ හානිවලට ප්රතිරෝධී ද්රව්ය 7, යාන්ත්රික ස්ථායීතාව වැඩි කරන ලද අධි-ධාරිතා බැටරි ද්රව්ය 8, 9 හෝ විශිෂ්ට යාන්ත්රික ගුණ සහිත සංයුක්ත ද්රව්ය 10, 11. විවිධ ආකාරවලින්, නියෝජිතායතනයට මුලින් ව්යුහගත නොවූ “පූර්වගාමී” එක් මූලද්රව්යයක් තෝරා බේරා විසුරුවා හැරීම ඇතුළත් වේ. මිශ්ර ලෝහය" බාහිර පරිසරයේ, එය මුල් මිශ්ර ලෝහයේ ස්ථල විද්යාවට වඩා වෙනස් නොවන සුළු නොවන ස්ථලකයක් සහිත නොවිසඳුණු මිශ්ර ලෝහ මූලද්රව්ය ප්රතිසංවිධානය කිරීමට හේතු වේ., අමුද්රව්ය සංයුතිය.පරිසරය ලෙස විද්යුත් විච්ඡේදක භාවිතා කරන සාම්ප්රදායික විද්යුත් රසායනික නියෝජිත කණ්ඩායම (ECD) අද වන විට වැඩිපුරම අධ්යයනය කර ඇතත්, මෙම ක්රමය මඟින් නියෝජිත පද්ධති (Ag-Au හෝ Ni-Pt වැනි) සාපේක්ෂව උච්ච මූලද්රව්ය (Au, Pt) අඩංගු ඒවාට සීමා කරයි. සිදුරු සැපයීම සඳහා අඩු කිරීමේ විභවයේ ප්රමාණවත් තරම් විශාල වෙනසක්.මෙම සීමාව මඟහරවා ගැනීම සඳහා වූ වැදගත් පියවරක් වන්නේ පරිසරයේ ඇති අනෙකුත් මූලද්රව්ය සමඟ ද්රව ලෝහ මිශ්ර ලෝහ (උදා, Cu, Ni, Bi, Mg, ආදිය) භාවිතා කරන ද්රව ලෝහ මිශ්ර කිරීමේ ක්රමය13,14 (LMD) මෑතකදී නැවත සොයා ගැනීමයි. .(උදා. TaTi, NbTi, FeCrNi, SiMg, ආදිය)6,8,10,11,14,15,16,17,18,19.LMD සහ එහි දෘඩ ලෝහ මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ (SMD) ප්රභේදය මූලික ලෝහය දෘඪ20,21 වන විට අඩු උෂ්ණත්වවලදී ක්රියාත්මක වන අතර එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස එක් අදියරක රසායනික කැටයම් කිරීමෙන් පසු අන්තර් විනිවිද යාමේ අදියර දෙකකින් හෝ වැඩි ගණනකින් සංයුක්ත වේ.මෙම අදියර විවෘත සිදුරු බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය.ව්යුහයන්.22,23 තනි මූලද්රව්යයක වරණීය වාෂ්පීකරණය හරහා විවෘත නැනෝපෝරස් ව්යුහයන් සෑදීමට ඝන මූලද්රව්යවල වාෂ්ප පීඩනයේ වෙනස්කම් ගසාකන වාෂ්ප අවධි නියෝජිතායතනය (VPD) මෑතකදී හඳුන්වාදීමෙන් නියෝජිත ක්රම තවදුරටත් වැඩිදියුණු කර ඇත.
ගුණාත්මක මට්ටමින්, මෙම සියලු අපිරිසිදු ඉවත් කිරීමේ ක්රම ස්වයං-සංවිධානාත්මක අපිරිසිදු ඉවත් කිරීමේ ක්රියාවලියක වැදගත් පොදු ලක්ෂණ දෙකක් බෙදා ගනී.පළමුව, මෙය බාහිර පරිසරයේ ඉහත සඳහන් කළ මිශ්ර ලෝහ (සරලම මිශ්ර ලෝහයේ AXB1-X හි B වැනි) වරණීය විසුරුවා හැරීමයි.දෙවැන්න, ECD24 පිළිබඳ පුරෝගාමී පර්යේෂණාත්මක සහ න්යායාත්මක අධ්යයනයන්හි ප්රථමයෙන් සඳහන් කර ඇත්තේ, අපිරිසිදු ද්රව්ය ඉවත් කිරීමේදී මිශ්ර ලෝහය සහ පරිසරය අතර අතුරු මුහුණත දිගේ නොවිසඳුණු මූලද්රව්ය A විසරණය වීමයි.අතුරුමුහුණත මගින් සීමා වුවද, තොග මිශ්ර ලෝහවල ස්පයිනෝඩල් ක්ෂය වීම හා සමාන ක්රියාවලියක් හරහා පරමාණුක පොහොසත් කලාප පිහිටුවීමට විසරණයට හැකි වේ.මෙම සමානකම තිබියදීත්, විවිධ මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ ක්රම අපැහැදිලි හේතූන් මත විවිධ රූප විද්යාවන් ඇති කළ හැකිය18.ECD හට 5% 25 තරම් අඩු නොවිසඳුණු මූලද්රව්යවල (Au in AgAu වැනි) පරමාණුක භාග (X) සඳහා ස්ථල විද්යාත්මකව සම්බන්ධ ඉහළ පෙළේ ව්යුහයන් ජනනය කළ හැකි අතර, LMD හි පරිගණකමය සහ පර්යේෂණාත්මක අධ්යයනයන් පෙන්නුම් කරන්නේ මෙම පෙනෙන ආකාරයට සමාන ක්රමය ස්ථල විද්යාත්මකව සම්බන්ධ ව්යුහයන් පමණක් ජනනය කරන බවයි. .උදාහරණයක් ලෙස, වඩා විශාල X සඳහා, Cu දියවීම මගින් විසංයෝජනය කරන ලද TaTi මිශ්ර ලෝහ වලදී ආශ්රිත ද්විඅංශික ව්යුහය 20%ක් පමණ වේ (විවිධ ECD සහ LMD ආකාර X සමඟ පැත්තකින්-පසෙකින් සැසඳීම සඳහා ref. 18 හි Fig. 2 බලන්න. )මෙම විෂමතාවය න්යායාත්මකව පැහැදිලි කරනු ලබන්නේ අන්තර් මුහුණත කශේරුකා වියෝජනයෙන් වෙනස් වන සහ යුටෙක්ටික්-සම්බන්ධිත වර්ධනයට බෙහෙවින් සමාන වන විසරණ-සම්බන්ධ වර්ධන යාන්ත්රණයක් මගිනි.අපිරිසිදුකම ඉවත් කිරීමේ පරිසරයක් තුළ, විසරණය-සම්බන්ධ වර්ධනය A-පොහොසත් සූතිකා (හෝ 2D හි පෙති) සහ B-පොහොසත් ද්රව නාලිකා අපිරිසිදුකම ඉවත් කිරීමේදී විසරණයෙන් සම-වර්ධනය වීමට ඉඩ සලසයි15.යුගල වර්ධනය X හි මැද කොටසෙහි පෙලගැසී ඇති ස්ථාන විද්යාත්මකව නොබැඳි ව්යුහයකට තුඩු දෙන අතර X හි පහළ කොටසෙහි යටපත් කරනු ලැබේ, එහිදී A අවධියෙන් පොහොසත් නොබැඳි දූපත් පමණක් සෑදිය හැකිය.විශාල X හි දී, බන්ධිත වර්ධනය අස්ථායී වන අතර, තනි-අදියර කැටයම් කිරීමෙන් පසුව පවා ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව පවත්වා ගෙන යන පරිපූර්ණ බන්ධන 3D ව්යුහයන් ගොඩනැගීමට අනුග්රහය දක්වයි.සිත්ගන්නා කරුණ නම්, LMD17 හෝ SMD20 (Fe80Cr20)XNi1-X මිශ්ර ලෝහ මගින් නිපදවන දිශානුගත ව්යුහය X 0.5 දක්වා පර්යේෂණාත්මකව නිරීක්ෂණය කර ඇති අතර, විසරණය-සම්බන්ධ වර්ධනය LMD සහ SMD සඳහා සර්වසම්පූර්ණ යාන්ත්රණයක් බව යෝජනා කරයි. කැමති පෙලගැසීමේ ව්යුහයක් ඇත.
ECD සහ NMD රූප විද්යාව අතර මෙම වෙනසට හේතුව පැහැදිලි කිරීම සඳහා, අපි TaXTi1-X මිශ්ර ලෝහවල NMD හි අදියර ක්ෂේත්ර සමාකරණ සහ පර්යේෂණාත්මක අධ්යයනයන් සිදු කළෙමු, ද්රව තඹ වලට ද්රාව්ය මූලද්රව්ය එකතු කිරීමෙන් ද්රාව්ය චාලක විද්යාව වෙනස් කරන ලදී.අපි නිගමනය කළේ ECD සහ LMD යන දෙකම වරණීය ද්රාවණය සහ අන්තර් මුහුණත විසරණය මගින් නියාමනය කරනු ලැබුවද, මෙම ක්රියාවලීන් දෙකෙහි රූප විද්යාත්මක වෙනස්කම් වලට තුඩු දිය හැකි වැදගත් වෙනස්කම් ද ඇති බවයි.පළමුව, ECD හි පීල් චාලක විද්යාව ව්යවහාරික වෝල්ටීයතාවයේ ශ්රිතයක් ලෙස නියත පීල් ඉදිරිපස ප්රවේගය V12 සහිත අතුරු මුහුණත මගින් පාලනය වේ.අතුරු මුහුණත ද්රවශීලතාවය ප්රමාද කරන, මිශ්ර නොකළ ද්රව්ය පිරිසිදු කර ස්ථායීකරන, නමුත් එසේ නොමැතිනම් එම රූප විද්යාව රඳවා ගන්නා මව් මිශ්ර ලෝහයට පරාවර්තක අංශුවල කුඩා කොටසක් (උදා: Ag-Au හි Pt) එකතු කළ විට පවා මෙය සත්ය වේ 27 .ස්ථල විද්යාත්මකව සම්බන්ධිත ව්යුහයන් ලබාගනු ලබන්නේ අඩු X හි අඩු V හි දී පමණක් වන අතර ව්යුහය ඛණ්ඩනය වීම වැලැක්වීමට ප්රමාණවත් ඝන පරිමා භාගයක් පවත්වා ගැනීම සඳහා මිශ්ර මූලද්රව්ය 25 රඳවා ගැනීම විශාල වේ.මෙයින් ඇඟවෙන්නේ රූප විද්යාත්මක තේරීමේදී අන්තර් මුහුණත් විසරණය සම්බන්ධයෙන් ද්රාවණ අනුපාතය වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කළ හැකි බවයි.ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, LMD එකක මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ චාලක විද්යාව විසරණය පාලනය වේ ද්රව විසරණ සංගුණකය සඳහා..
දෙවනුව, ECD අතරතුර, විද්යුත් විච්ඡේදකයේ මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්යවල ද්රාව්යතාව අතිශයින් අඩු බැවින් ඒවා මිශ්ර ලෝහ-විද්යුත් විච්ඡේදක අතුරුමුහුණත දිගේ පමණක් විසරණය විය හැක.ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, LMD හි, AXB1-X පූර්වගාමී මිශ්ර ලෝහවල “මිශ්ර නොවන” මූලද්රව්ය (A) සාමාන්යයෙන් සීමිත වුවත් දියවන ද්රාව්යතාව අඩුය.පරිපූරක රූප සටහන 1 හි දැක්වෙන CuTaTi ත්රිත්ව පද්ධතියේ ත්රිත්ව අදියර රූප සටහන විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් මෙම සුළු ද්රාව්යතාව අනුමාන කළ හැක. අතුරු මුහුණතේ ද්රව පැත්තේ (\(\) ද්රව රේඛාවක් Ta සහ Ti හි සමතුලිතතා සාන්ද්රණයට සාපේක්ෂව ද්රාව්යතාව ගණනය කළ හැක. {c}_{ {{{{{{\rm{Ta)))))}}} ^{l}\ ) සහ \({c}_{{{{({\rm{Ti}} }}}} }^ {l}\), පිළිවෙළින්, නියෝජිත උෂ්ණත්වයේ (පරිපූරක රූපය. 1b) ඝන-ද්රව අතුරුමුහුණත මිශ්ර කිරීමේදී දේශීය තාප ගතික සමතුලිතතාවය පවත්වා ගෙන යනු ලැබේ, }}}}}}^{l}\) දළ වශයෙන් වේ. නියත වන අතර එහි අගය X හා සම්බන්ධ වේ. පරිපූරක රූපය 1b පෙන්නුම් කරන්නේ \({c}_{{{{{{\rm{Ta}}}}} ))}^{l}\) 10 පරාසයට වැටෙන බවයි. -3 − 10 ^{l}\) 15.16 ට සමාන වේ.මිශ්ර ලෝහයේ මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්ය මෙම “කාන්දු වීම” delamination ඉදිරිපස අතුරු මුහුණත ව්යුහයක් ගොඩනැගීමට යන දෙකටම බලපෑ හැකිය, එය පරිමාව විසරණය හේතුවෙන් ව්යුහය විසුරුවා හැරීමට සහ රළු වීමට දායක විය හැකිය.
(i) මිශ්ර ලෝහ V ඉවත් කිරීමේ අඩු කිරීමේ අනුපාතය සහ (ii) දියවීමට මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්ය ආක්රමණය කිරීමේ වේගය අඩු කිරීමේ දායකත්වය වෙන වෙනම ඇගයීම සඳහා, අපි පියවර දෙකකින් ඉදිරියට ගියෙමු.පළමුව, \(V \sim \sqrt{{D}_{l}/t}\) ට ස්තුති වන්නට, බණ්ඩල් ඉදිරිපස ව්යුහයේ රූප විද්යාත්මක පරිණාමය අධ්යයනය කිරීමෙන්, V ප්රමාණවත් ලෙස අඩු කිරීමේ බලපෑම අධ්යයනය කිරීමට හැකි විය.ලොකු කාලයක්.එබැවින්, X15 අතරමැදියේ විසරණ-සම්බන්ධිත වර්ධනය මගින් සාදන ලද ස්ථාන විද්යාත්මකව සම්බන්ධ නොවූ පෙළගැස්වීමේ ව්යුහයන් පවතින බව හෙළිදරව් කරන ලද, පෙර අධ්යයනයන්ට වඩා දිගු කාලයක් පුරා අදියර ක්ෂේත්ර සමාකරණ ධාවනය කිරීමෙන් අපි මෙම බලපෑම විමර්ශනය කළෙමු.දෙවනුව, කාන්දු වීමේ වේගය අඩු කිරීම සඳහා මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්යවල බලපෑම විමර්ශනය කිරීම සඳහා, අපි පිළිවෙලින් කාන්දු වීමේ වේගය වැඩි කිරීමට සහ අඩු කිරීමට තඹ දියවීමට Ti සහ Ag එකතු කළ අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස රූප විද්යාව, වෙන් කිරීමේ චාලක විද්යාව සහ සාන්ද්රණය ව්යාප්තිය අධ්යයනය කළෙමු. දිය වෙනවා.මිශ්ර ලෝහ ව්යුහය තුළ ගණනය කිරීම් සහ අත්හදා බැලීම් හරහා නියෝජිත Cu දිය වේ.Cu දියවීම ඉවත් කිරීම සඳහා අපි මාධ්ය වෙත 10% සිට 30% දක්වා Ti එකතු කිරීම් එකතු කර ඇත.Ti එකතු කිරීම මගින් නියෝජිත ස්ථරයේ කෙළවරේ Ti සාන්ද්රණය වැඩි කරයි, මෙම ස්ථරය තුළ Ti සාන්ද්රණ අනුක්රමය අඩු කරන අතර ද්රාවණ අනුපාතය අඩු කරයි.එය \({c}_{{{({\rm{Ti}}}}}}}^{l}\), එසේ \({c}_{{{{{{) වැඩි කිරීමෙන් Ta හි කාන්දු වීමේ අනුපාතය වැඩි කරයි {\rm{Ta}}}}}}^{l}\) (පරිපූරක Fig. 1b) Ag එකතු කිරීමේ ප්රධාන බලපෑම නිසා අපි එකතු කරන රිදී ප්රමාණය 10% සිට 30% දක්වා වෙනස් වේ ද්රාව්යයේ ඇති මිශ්ර මූලද්රව්යවල ද්රාව්යතාව, අපි CuAgTaTi චතුරස්ර පද්ධතිය කාර්යක්ෂම (CuAg)TaTi ත්රිත්ව පද්ධතියක් ලෙස හැඩගස්වා ඇති අතර එහි දී Ti සහ Ta හි ද්රාව්යතාව CuAg දියවීමේදී Ag සාන්ද්රණය මත රඳා පවතී (සටහන බලන්න) 2 සහ පරිපූරක රූපය 2-4).Ag එකතු කිරීම මගින් නියෝජිත ව්යුහයේ කෙළවරේ Ti සාන්ද්රණය වැඩි නොවේ.කෙසේ වෙතත්, Ag හි Ti හි ද්රාව්යතාව Cu ට වඩා අඩු බැවින්, මෙය \({c}_{{{{\rm{Ta}}}}}}}^{l}\) අඩු කරයි (පරිපූරක රූපය 1 ) 4b) සහ කාන්දු වීමේ අනුපාතය Ta.
අදියර ක්ෂේත්ර සමාකරණවල ප්රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ දිරාපත්වීමේ පෙරමුණේ ස්ථල විද්යාත්මකව සම්බන්ධිත ව්යුහයන් ගොඩනැගීම ප්රවර්ධනය කිරීම සඳහා යුගල වර්ධනය ප්රමාණවත් කාලයක් පුරා අස්ථායී වන බවයි.අපි මෙම නිගමනය පර්යේෂණාත්මකව තහවුරු කරන්නේ Ta15T85 මිශ්ර ලෝහයේ යටින් පවතින ස්ථරය, පසුකාලීන delamination අදියරේදී delamination ඉදිරිපස අසල සාදනු ලබන අතර, තඹ බහුල අදියර කැටයම් කිරීමෙන් පසුව ස්ථාන විද්යාත්මකව බන්ධනය වී ඇති බව පෙන්වමිනි.ද්රව දියවීමේදී මිශ්ර නොවන මූලද්රව්ය තොග වශයෙන් විසරණය වීම හේතුවෙන් කාන්දු වීමේ අනුපාතය රූප විද්යාත්මක පරිණාමයට ප්රබල බලපෑමක් ඇති කරන බව අපගේ ප්රතිඵල යෝජනා කරයි.ECD හි නොමැති මෙම බලපෑම, නියෝජිත ස්ථරයේ විවිධ මූලද්රව්යවල සාන්ද්රණ පැතිකඩ, ඝන අවධියේ භාගය සහ LMD ව්යුහයේ ස්ථලකය කෙරෙහි දැඩි ලෙස බලපාන බව මෙහි පෙන්වා ඇත.
මෙම කොටසේදී, අපි ප්රථමයෙන් අපගේ අධ්යයනයේ ප්රතිඵල ඉදිරිපත් කරන්නේ Cu වෙත Ti හෝ Ag එකතු කිරීමේ බලපෑම විවිධ රූප විද්යාවන්හි ප්රතිඵලයක් ලෙස දියවී යාමේ ක්ෂේත්ර අනුකරණයෙනි.අත්තික්කා මත.Cu70Ti30, Cu70Ag30 වලින් ලබාගත් TaXTi1-X මිශ්ර ලෝහවල අදියර ක්ෂේත්රයේ ත්රිමාණ ආකෘති නිර්මාණයේ ප්රතිඵල රූප සටහන 1 මගින් ඉදිරිපත් කර ඇති අතර පිරිසිදු තඹ 5 සිට 15% දක්වා මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්යවල අඩු පරමාණුක අන්තර්ගතයක් සමඟ දිය වේ.පළමු පේළි දෙක පෙන්වන්නේ, පිරිසිදු Cu (තෙවන පේළිය) හි නොබැඳි ව්යුහයට සාපේක්ෂව Ti සහ Ag යන දෙකම එකතු කිරීම ස්ථලක වශයෙන් බන්ධිත ව්යුහයන් ගොඩනැගීමට ප්රවර්ධනය කරන බවයි.කෙසේ වෙතත්, අපේක්ෂා කළ පරිදි Ti එකතු කිරීම, Ta කාන්දු වීම වැඩි වන අතර, එමගින් අඩු X මිශ්ර ලෝහ (Ta5Ti95 සහ Ta10Ti90) දිරාපත් වීම වළක්වන අතර Ta15Ti85 delamination අතරතුර පිටාර ගැලූ සිදුරු ස්ථරය විශාල වශයෙන් දියවී යයි.ඊට පටහැනිව, Ag (දෙවන පේළිය) එකතු කිරීම, පැවරූ ස්ථරයේ සුළු දියවීමක් සහිත පාදක මිශ්ර ලෝහයේ සියලුම සංරචකවල ස්ථාන විද්යාත්මකව සම්බන්ධ ව්යුහයක් ගොඩනැගීමට දායක වේ.ද්විඅංශක ව්යුහයක් ගොඩනැගීම අතිරේකව Fig.1b, වමේ සිට දකුණට delamination ගැඹුර වැඩි වන සහ උපරිම ගැඹුරේ ඝන ද්රව අතුරුමුහුණතේ රූපයක් සහිත පැවරී ඇති ව්යුහයේ රූප පෙන්වයි (ඉතා දකුණේ රූපය).
ත්රිමාණ අවධි ක්ෂේත්ර අනුකරණය (128 × 128 × 128 nm3) නියෝජිත මිශ්ර ලෝහයේ අවසාන රූප විද්යාව මත ද්රව දියවීමකට ද්රාවණයක් එක් කිරීමේ නාටකාකාර බලපෑම පෙන්වයි.ඉහළ සලකුණෙන් මව් මිශ්ර ලෝහයේ (TaXTi1-X) සංයුතිය පෙන්නුම් කරන අතර සිරස් සලකුණෙන් Cu-පාදක මෘදුකාරක මාධ්යයේ දියවන සංයුතිය පෙන්නුම් කරයි.අපද්රව්ය නොමැතිව ව්යුහයේ ඉහළ Ta සාන්ද්රණයක් ඇති ප්රදේශ දුඹුරු පැහැයෙන් දැක්වෙන අතර ඝන ද්රව අතුරුමුහුණත නිල් පැහැයෙන් දැක්වේ.b Cu70Ag30 දියවන (190 × 190 × 190 nm3) හි නොකැඩූ Ta15Ti85 පූර්වගාමී මිශ්ර ලෝහයේ අදියර ක්ෂේත්රයේ ත්රිමාන අනුකරණය.පළමු රාමු 3 විවිධ නියෝජිත ගැඹුරේ දී නියෝජිත ව්යුහයේ ඝන කලාපය පෙන්නුම් කරයි, සහ අවසාන රාමුව උපරිම ගැඹුරේ ඝන ද්රව අතුරු මුහුණත පමණක් පෙන්වයි.(b) ට අනුරූප වන චිත්රපටය පරිපූරක චිත්රපට 1 හි දැක්වේ.
ද්රාව්ය එකතු කිරීමේ බලපෑම 2D ෆේස් ක්ෂේත්ර සමාකරණ සමඟින් තවදුරටත් ගවේෂණය කරන ලද අතර, එය delamination ඉදිරිපස ඇති අතුරු මුහුණත් ප්රකාරය පිළිබඳ අමතර තොරතුරු සැපයූ අතර delamination kinetics ප්රමාණනය කිරීම සඳහා 3D සමාකරණවලට වඩා වැඩි දිග සහ කාල පරිමාණයන් වෙත ප්රවේශ වීමට ඉඩ ලබා දුන්නේය.අත්තික්කා මත.Cu70Ti30 සහ Cu70Ag30 උණු කිරීම හරහා Ta15Ti85 පූර්වගාමී මිශ්ර ලෝහය ඉවත් කිරීමේ අනුකරණයේ රූප රූප සටහන 2 පෙන්වයි.අවස්ථා දෙකේදීම, විසරණය-සම්බන්ධ වර්ධනය ඉතා අස්ථායී වේ.මිශ්ර ලෝහය තුළට සිරස් අතට විනිවිද යනවා වෙනුවට, ත්රිමාණ අවකාශයේ ස්ථල විද්යාත්මකව සම්බන්ධ ව්යුහයන් ගොඩනැගීමට ප්රවර්ධනය කරන පෙළගැස්වූ ව්යුහයන් ප්රවර්ධනය කරන ස්ථායී වර්ධන ක්රියාවලියකදී ද්රව නාලිකාවල ඉඟි ඉතා සංකීර්ණ ගමන් පථවල අවුල් සහගත ලෙස වමට සහ දකුණට ගමන් කරයි (රූපය 1).කෙසේ වෙතත්, Ti සහ Ag ආකලන අතර වැදගත් වෙනසක් ඇත.Cu70Ti30 උණු කිරීම සඳහා (රූපය 2a), ද්රව නාලිකා දෙකක ඝට්ටනය ඝන-ද්රව අතුරුමුහුණත ඒකාබද්ධ කිරීමට හේතු වන අතර එමඟින් ව්යුහයෙන් නාලිකා දෙක විසින් අල්ලා ගන්නා ලද ඝණ බන්ධන නිස්සාරණය කිරීමට සහ අවසානයේදී විසුරුවා හැරීමට හේතු වේ. .ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, Cu70Ag30 උණු කිරීම සඳහා (රූපය 2b), ඝන සහ ද්රව අවධීන් අතර අතුරු මුහුණතේ Ta පොහොසත් කිරීම උණු කිරීම තුළට Ta කාන්දු වීම අඩු වීම හේතුවෙන් ඒකාබද්ධ වීම වළක්වයි.එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, delamination ඉදිරිපස ඇති බන්ධන සම්පීඩනය යටපත් කර ඇති අතර, එමගින් සම්බන්ධක ව්යුහයන් ගොඩනැගීමට ප්රවර්ධනය කරයි.සිත්ගන්නා කරුණ නම්, ද්රව නාලිකාවේ අවුල් සහගත දෝලනය වන චලිතය කප්පාදුව යටපත් කළ විට යම් තරමක පෙළගැස්මක් සහිත ද්විමාන ව්යුහයක් නිර්මාණය කරයි (රූපය 2b).කෙසේ වෙතත්, මෙම පෙළගැස්ම බැඳුම්කරයේ ස්ථාවර වර්ධනයක ප්රතිඵලයක් නොවේ.ත්රිමාණයේදී, අස්ථායී විනිවිද යාම කොක්සියල් නොවන සම්බන්ධිත ද්විකොන්ටිනස් ව්යුහයක් නිර්මාණය කරයි (රූපය 1b).
Cu70Ti30 (a) සහ Cu70Ag30 (b) හි 2D ෆේස් ක්ෂේත්ර සමාකරණවල ස්නැප්ෂොට් Ta15Ti85 මිශ්ර ලෝහයට නැවත උණු වී අස්ථායී විසරණ-සම්බන්ධ වර්ධනයක් පෙන්නුම් කරයි.පැතලි ඝන/ද්රව අතුරුමුහුණතේ ආරම්භක ස්ථානයෙන් මනිනු ලබන විවිධ අපිරිසිදු ඉවත් කිරීමේ ගැඹුර පෙන්වන පින්තූර.ඇතුළත් කිරීම් මඟින් ද්රව නාලිකා ඝට්ටනවල විවිධ පාලන තන්ත්ර පෙන්නුම් කරන අතර, ඝන බන්ධක වෙන්වීමට සහ පිළිවෙලින් Cu70Ti30 සහ Cu70Ag30 දියවී යාමට හේතු වේ.Cu70Ti30 හි වසම් පළල 1024 nm, Cu70Ag30 384 nm වේ.වර්ණ පටිය Ta සාන්ද්රණය පෙන්නුම් කරන අතර විවිධ වර්ණ ද්රව කලාපය (තද නිල්), මූලික මිශ්ර ලෝහය (ලා නිල්) සහ මිශ්ර නොකළ ව්යුහය (පාහේ රතු) අතර වෙනස දක්වයි.මෙම සමාකරණවල චිත්රපට පරිපූරක චිත්රපට 2 සහ 3 හි විශේෂාංග කර ඇති අතර, අස්ථායී විසරණ-සම්බන්ධ වර්ධනයේදී ද්රව නාලිකා විනිවිද යන සංකීර්ණ මාර්ග ඉස්මතු කරයි.
2D අදියර ක්ෂේත්ර අනුකරණයේ අනෙකුත් ප්රතිඵල Fig.3 හි පෙන්වා ඇත.delamination ගැඹුරේ ප්රස්තාරය සහ කාලය (V ට සමාන බෑවුම) fig.3a පෙන්නුම් කරන්නේ Cu දියවීමට Ti හෝ Ag එකතු කිරීම බලාපොරොත්තු වූ පරිදි වෙන්වීමේ චාලක වේගය අඩු කරන බවයි.අත්තික්කා මත.3b පෙන්නුම් කරන්නේ මෙම මන්දගාමිත්වය පැවරී ඇති ස්තරය තුළ ඇති ද්රවයේ Ti සාන්ද්රණ අනුක්රමය අඩුවීම නිසා සිදුවන බවයි.Ti(Ag) එකතු කිරීමෙන් අතුරු මුහුණතේ ද්රව පැත්තේ Ti හි සාන්ද්රණය වැඩි (අඩු වන) බව ද එය පෙන්වයි (\({c}_{{{{{{\rm{Ti))))) ))) ^{l \) ), එය Ta හි කාන්දු වීමකට තුඩු දෙයි, කාලයෙහි ශ්රිතයක් ලෙස දියවීමේදී දියවන Ta භාගයෙන් මනිනු ලැබේ (රූපය 3c), එය Ti(Ag එකතු කිරීමත් සමඟ වැඩි වේ (අඩු වේ). )රූප සටහන 3d පෙන්නුම් කරන්නේ ද්රාව්ය දෙකෙහිම ඝන ද්රව්යවල පරිමා භාගය ද්විඅංශික ස්ථල විද්යාත්මකව සම්බන්ධ ව්යුහයන් සෑදීම සඳහා එළිපත්තට ඉහළින් පවතින බවයි.ද්රාවණයට Ti එකතු කිරීම Ta හි කාන්දුව වැඩි කරන අතරම, අදියර සමතුලිතතාවය හේතුවෙන් ඝන බන්ධකයේ Ti රඳවා තබා ගැනීම වැඩි කරයි, එමගින් ව්යුහයේ අපිරිසිදුකම පවත්වා ගැනීමට පරිමාව කොටස වැඩි කරයි.අපගේ ගණනය කිරීම් සාමාන්යයෙන් delamination ඉදිරිපස පරිමාවේ කොටසෙහි පර්යේෂණාත්මක මිනුම් සමඟ එකඟ වේ.
Ta15Ti85 මිශ්ර ලෝහයේ අදියර ක්ෂේත්ර සමාකරණය මගින් කාලයෙහි ශ්රිතයක් ලෙස (a) මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ ගැඹුරෙන් මනිනු ලබන මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ චාලකයෙහි Cu දියවීමට Ti සහ Ag එකතු කිරීමේ විවිධ බලපෑම් ප්රමාණ කරයි (a), ද්රවයේ ඇති Ti සාන්ද්රණ පැතිකඩ මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ ගැඹුර 400 nm (මිශ්ර ලෝහ ව්යුහයෙන් පිටත දියවීම දක්වා ඍණ ගැඹුර පුළුල් වේ (වම් පස මිශ්ර ලෝහය ඉදිරිපස) b Ta කාන්දු වීම එදිරිව කාලය (c) සහ මිශ්ර නොකළ ව්යුහයේ ඝන භාගය එදිරිව විලීන සංයුතිය (d) අතිරේක මූලද්රව්යවල සාන්ද්රණය දියවීමේදී abscissa (d) දිගේ සැලසුම් කර ඇත (Ti - හරිත රේඛාව, Ag - දම් රේඛාව සහ අත්හදා බැලීම).
delamination ඉදිරිපස වේගය කාලයත් සමඟ අඩු වන බැවින්, delamination තුළ රූප විද්යාවේ පරිණාමය delamination වේගය අඩු කිරීමේ බලපෑම පෙන්නුම් කරයි.පෙර අදියර ක්ෂේත්ර අධ්යයනයකදී, Ta15Ti85 පූර්වගාමී මිශ්ර ලෝහය පිරිසිදු තඹ දියවීම මගින් ඉවත් කිරීමේදී සමස්ථ ස්ථල විද්යාත්මකව නොබැඳි ව්යුහයන් ඇති කරන ලද යුටෙක්ටික් වැනි සම්බන්ධිත වර්ධනයක් අපි නිරීක්ෂණය කළෙමු.කෙසේ වෙතත්, එකම අදියර ක්ෂේත්ර සමාකරණවල දිගු ධාවන පෙන්නුම් කරන්නේ (පරිපූරක චිත්රපටය 4 බලන්න) දිරාපත්වීමේ ඉදිරිපස වේගය ප්රමාණවත් තරම් කුඩා වූ විට, සම්බන්ධිත වර්ධනය අස්ථායී වන බවයි.අස්ථායීතාවය තලවල පාර්ශ්වීය පාෂාණය තුළ ප්රකාශ වන අතර එමඟින් ඒවායේ පෙළගැස්ම වළක්වන අතර එමඟින් ස්ථාන විද්යාත්මකව සම්බන්ධිත ව්යුහයන් ගොඩනැගීම ප්රවර්ධනය කරයි.ස්ථායී බැඳුනු වර්ධනයේ සිට අස්ථායී පාෂාණ වර්ධනය දක්වා සංක්රමණය xi = 250 nm ආසන්නයේ 4.7 mm/s වේගයකින් සිදුවේ.ඊට පටහැනිව, Cu70Ti30 දියවීමෙහි අනුරූප delamination ගැඹුර xi එකම අනුපාතයකින් 40 nm පමණ වේ.එබැවින්, Cu70Ti30 උණු කිරීම සමඟ මිශ්ර ලෝහය ඉවත් කිරීමේදී එවැනි පරිවර්තනයක් අපට නිරීක්ෂණය කළ නොහැකි විය (පරිපූරක චිත්රපටය 3 බලන්න), උණුවීමට 30% Ti එකතු කිරීම මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ චාලකතාව සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි.අවසාන වශයෙන්, මන්දගාමී විජලනය චාලක හේතුවෙන් විසරණ-සම්බන්ධ වර්ධනය අස්ථායී වුවද, ඩීලමිනේෂන් ඉදිරිපස ඇති දෘඩ බන්ධනවල λ0 දුර දළ වශයෙන් \({\lambda }_{0}^{2}V=C\) ස්ථාවර නීතියට අවනත වේ. වර්ධනය15,31 C යනු නියතයකි.
අදියර ක්ෂේත්ර අනුකරණයේ පුරෝකථන පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, විශාල සාම්පල සහ දිගු මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ වේලාවන් සමඟ මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ අත්හදා බැලීම් සිදු කරන ලදී.රූප සටහන 4a යනු පවරා ඇති ව්යුහයේ ප්රධාන පරාමිතීන් පෙන්වන ක්රමානුරූප රූප සටහනකි.delamination හි සම්පූර්ණ ගැඹුර xi ට සමාන වේ, ඝන සහ ද්රව අවධිවල ආරම්භක මායිමේ සිට delamination ඉදිරිපස දක්වා ඇති දුර.hL යනු මුල් ඝන ද්රව අතුරුමුහුණතේ සිට කැටයම් කිරීමට පෙර පවරා ඇති ව්යුහයේ මායිම දක්වා ඇති දුරයි.විශාල hL ප්රබල Ta කාන්දුවක් පෙන්නුම් කරයි.පවරා ඇති නියැදියේ SEM රූපයෙන්, අපට කැටයම් කිරීමට පෙර පවරා ඇති ව්යුහයේ ප්රමාණය hD මැනිය හැක.කෙසේ වෙතත්, උණු කිරීම ද කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ඝන වන බැවින්, බන්ධන නොමැතිව පැවරුණු ව්යුහයක් රඳවා තබා ගත හැකිය.එබැවින්, සංක්රාන්ති ව්යුහය ලබා ගැනීම සඳහා අපි දියවීම (තඹ පොහොසත් අවධිය) කැටයම් කළ අතර සංක්රාන්ති ව්යුහයේ ඝනකම ප්රමාණ කිරීමට hC භාවිතා කළෙමු.
අපද්රව්ය ඉවත් කිරීමේදී සහ ජ්යාමිතික පරාමිතීන් නිර්ණය කිරීමේදී රූප විද්යාවේ පරිණාමය පිළිබඳ ක්රමානුකූල රූප සටහන: කාන්දු වන ස්ථරයේ ඝණකම Ta hL, delaminated ව්යුහයේ ඝණකම hD, සම්බන්ධක ව්යුහයේ ඝණකම hC.(b), (c) ඒකාකාර බන්ධන ප්රමාණයේ ව්යුහය (c), පරිමාණ තීරුව සහිත ස්ථාන විද්යාත්මක බන්ධන ලබා දෙමින්, පිරිසිදු Cu(b) සහ Cu70Ag30 උණු කිරීමෙන් සකස් කරන ලද Ta15Ti85 මිශ්ර ලෝහයේ SEM හරස්කඩ සහ ත්රිමාණ කැටයම් කළ රූප විද්යාව සංසන්දනය කරමින් අදියර ක්ෂේත්ර සමාකරණ ප්රතිඵලවල පර්යේෂණාත්මක වලංගුකරණය 10 µm.
රූපයේ දැක්වෙන නියෝජිත ව්යුහයන්ගේ හරස්කඩ.4b,c, පවරන ලද මිශ්ර ලෝහයේ රූප විද්යාව සහ චාලක විද්යාව මත Cu දියවීමට Ti සහ Ag එකතු කිරීමේ ප්රධාන පුරෝකථනය කරන ලද බලපෑම් තහවුරු කරයි.අත්තික්කා මත.රූප සටහන 4b පෙන්නුම් කරන්නේ Ta15T85 මිශ්ර ලෝහයේ SEM කැපුමේ පහළ කලාපය (වම් පැත්තේ) xi ~ 270 μm ගැඹුරට තත්පර 10 ක් සඳහා පිරිසිදු තඹවල ගිල්වීමෙනි.අදියර ක්ෂේත්ර සමාකරණවලට වඩා විශාලත්වයේ ඇණවුම් කිහිපයක් විශාල වන මැනිය හැකි පර්යේෂණාත්මක කාල පරිමාණයක් මත, විසංයෝජනය කිරීමේ ඉදිරිපස ප්රවේගය ඉහත සඳහන් කළ එළිපත්ත ප්රවේගය වන 4.7 mm/s ට වඩා බෙහෙවින් අඩු වන අතර, ඊට පහළින් ස්ථායී eutectic බන්ධන වර්ධනය අස්ථායී වේ.එබැවින් පීල් ඉදිරිපසට ඉහලින් ඇති ව්යුහය ස්ථල විද්යාත්මකව සම්පුර්ණයෙන්ම සම්බන්ධ වීමට බලාපොරොත්තු වේ.කැටයම් කිරීමට පෙර, මූලික මිශ්ර ලෝහයේ තුනී ස්ථරයක් සම්පූර්ණයෙන්ම විසුරුවා හරින ලදී (hL = 20 μm), එය Ta කාන්දු වීම සමඟ සම්බන්ධ විය (වගුව 1).තඹ-පොහොසත් අදියර (දකුණේ) රසායනික කැටයම් කිරීමෙන් පසු ඉතිරිව ඇත්තේ පවරන ලද මිශ්ර ලෝහයේ තුනී ස්ථරයක් (hC = 42 µm) පමණක් වන අතර, එයින් ඇඟවෙන්නේ බොහෝ පැවරී ඇති ව්යුහය කැටයම් කිරීමේදී ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව නැති වී ඇති අතර අපේක්ෂා කළ පරිදි ස්ථානීයව බැඳී නොතිබූ බවයි ( රූපය 1a)., තුන්වන පේළියේ දකුණු පස ඇති රූපය).අත්තික්කා මත.4c මගින් Cu70Ag30 දියවීමේදී තත්පර 10ක් 200 µm පමණ ගැඹුරට ගිල්වා ඉවත් කරන ලද Ta15Ti85 මිශ්ර ලෝහයේ කැටයම් කිරීමේ සම්පූර්ණ SEM හරස්කඩ සහ ත්රිමාණ රූප පෙන්වයි.පීල් ගැඹුර න්යායාත්මකව \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t}\) විසරණ පාලිත චාලක විද්යාව සමඟ වැඩි වනු ඇතැයි පුරෝකථනය කර ඇති බැවින් (පරිපූරක සටහන 4 බලන්න) 15 16, Cu දියවීමට 30% Ag එකතු කිරීමත් සමඟ, 270 μm සිට 220 μm දක්වා වෙන්වීමේ ගැඹුර අඩු වීම peclet අංකය 1.5 ගුණයකින් අඩු වේ.Cu/Ag පොහොසත් අදියර (දකුණ) රසායනික කැටයම් කිරීමෙන් පසුව, සම්පූර්ණ නියෝජිත ව්යුහය ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව (hC = 200 µm) රඳවා තබා ගනී, එය මූලික වශයෙන් පුරෝකථනය කරන ලද ස්ථාන විද්යාත්මකව සම්බන්ධ වූ ද්විඅස්ථි ව්යුහයක් බව පෙන්නුම් කරයි (රූපය 1, දකුණුපස රූපය) දෙවන පේළිය සහ සම්පූර්ණ පහළ පේළිය).Ta15T85 පාදක මිශ්ර ලෝහයේ විවිධ ද්රාවණවල සියලුම මිනුම් වගුවේ සාරාංශ කර ඇත.1. අපි අපගේ නිගමන සනාථ කරමින් විවිධ දියවන මිශ්ර නොකළ Ta10Ti90 පාද මිශ්ර ලෝහ සඳහා ප්රතිඵල ද ඉදිරිපත් කරමු.කාන්දු වන ස්ථරයේ ඝනකම Ta හි මිනුම්වලින් පෙන්නුම් කළේ Cu70Ag30 දියවීම (hL = 0 μm) හි දියවී ඇති ව්යුහය පිරිසිදු Cu දියවීම (hL = 20 μm) ට වඩා කුඩා බවයි.ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, උණු කිරීම සඳහා Ti එකතු කිරීම වඩාත් දුර්වල මිශ්ර ලෝහ ව්යුහයන් (hL = 190 μm) විසුරුවා හැරේ.පිරිසිදු Cu දියවීම (hL = 250 μm) සහ Cu70Ag30 උණු කිරීම (hL = 150 μm) අතර පැවරුණු ව්යුහය විසුරුවා හැරීමේ අඩුවීම Ta10Ti90 මත පදනම් වූ නියෝජිත මිශ්ර ලෝහවල වඩාත් කැපී පෙනේ.
විවිධ උණුවීම් වල බලපෑම අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා, අපි Fig. 5 හි පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵලවල අතිරේක ප්රමාණාත්මක විශ්ලේෂණයක් සිදු කළෙමු (පරිපූරක දත්ත 1 ද බලන්න).අත්තික්කා මත.රූප 5a-b මගින් පිරිසිදු Cu දියවීම (Fig. 5a) සහ Cu70Ag30 උණු කිරීම (රූපය 5b) හි පිටකිරීමේ පරීක්ෂණ වලදී පිටකිරීමේ දිශාව ඔස්සේ විවිධ මූලද්රව්යවල මනින ලද සාන්ද්රණය බෙදාහැරීම් පෙන්වයි.විවිධ මූලද්රව්යවල සාන්ද්රණය ඝණ බන්ධකයේ delamination ඉදිරිපස සිට delamination ස්ථරයේ මායිම දක්වා ඇති දුර සහ delamination අවස්ථාවේ ද්රව (Cu හෝ CuAg වලින් පොහොසත්) වූ අදියරට එරෙහිව සැලසුම් කර ඇත.ECD මෙන් නොව, මිශ්ර මූලද්රව්ය රඳවා ගැනීම වෙන්වීමේ වේගය අනුව තීරණය කරනු ලැබේ, LMD හි, ඝන බන්ධකයක සාන්ද්රණය ඝන සහ ද්රව අවධි අතර දේශීය තාප ගතික සමතුලිතතාවය මගින් තීරණය කරනු ලබන අතර, ඒ අනුව, ඝනයේ සහජීවන ගුණාංග සහ දියර අදියර.ඇලෝයි රාජ්ය රූප සටහන්.පාදක මිශ්ර ලෝහයෙන් Ti ද්රාවණය වීම හේතුවෙන්, ඩීලාමිනේෂන් ඉදිරිපස සිට delamination ස්ථරයේ මායිම දක්වා d වැඩි වීමත් සමඟ Ti සාන්ද්රණය අඩු වේ.එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, අදියර ක්ෂේත්ර අනුකරණයට අනුරූප වූ බණ්ඩලය දිගේ d වැඩි වීමත් සමඟ Ta සාන්ද්රණය වැඩි විය (පරිපූරක රූපය 5).Cu70Ag30 දියවීමේදී Ti සාන්ද්රණය පිරිසිදු Cu දියවීමට වඩා නොගැඹුරු ලෙස පහත වැටේ, එය මන්දගාමී මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ අනුපාතයට අනුකූල වේ.Fig. හි මනින ලද සාන්ද්රණ පැතිකඩ.5b ද පෙන්නුම් කරන්නේ ද්රවයේ ඇති Ag සහ Cu සාන්ද්රණයේ අනුපාතය නියෝජිත මිශ්ර ලෝහයේ තට්ටුව දිගේ හරියටම නියත නොවන බවයි, නමුත් අදියර ක්ෂේත්රය අනුකරණය කිරීමේදී මෙම අනුපාතය දියවීම අනුකරණය කිරීමේදී නියත යැයි උපකල්පනය කරන ලදී. ව්යාජ මූලද්රව්යයක් Cu70Ag30.මෙම ප්රමාණාත්මක වෙනස තිබියදීත්, අදියර ක්ෂේත්ර ආකෘතිය Ta කාන්දු වීම මැඩපැවැත්වීම සඳහා Ag එකතු කිරීමේ ප්රමුඛ ගුණාත්මක බලපෑම ග්රහණය කරයි.ඝන බන්ධන සහ ද්රවවල ඇති මූලද්රව්ය හතරෙහිම සාන්ද්රණ අනුක්රමය සම්පූර්ණයෙන්ම ප්රමාණාත්මක ලෙස සකස් කිරීම සඳහා TaTiCuAg අදියර රූප සටහනේ වඩාත් නිවැරදි හතර සංරචක ආකෘතියක් අවශ්ය වන අතර එය මෙම කාර්යයේ විෂය පථයෙන් ඔබ්බට ය.
(a) පිරිසිදු Cu දියවීම සහ (b) Cu70Ag30 දියවීම තුළ Ta15Ti85 මිශ්ර ලෝහයේ delamination ඉදිරිපස සිට දුර d මත පදනම්ව මනින ලද සාන්ද්රණ පැතිකඩ.පවරන ලද ව්යුහයේ (ඝන රේඛාව) ඝන ද්රව්ය ρ(d) මනින ලද පරිමා භාගය හා කාන්දු වීමකින් තොරව සමීකරණයට අනුරූප වන න්යායික පුරෝකථනය සමඟ සංසන්දනය කිරීම Ta (ඉරි සහිත රේඛාව).(1) (ඇ) උද්ධමන සමීකරණ පුරෝකථනය.(1) සමීකරණය ඉවත් කිරීමේ පෙරමුණේ නිවැරදි කරන ලදී.(2) එනම් Ta කාන්දු වීම සැලකේ.සාමාන්ය බන්ධන පළල λw සහ දුර λs (d) මැනීම.දෝෂ තීරු සම්මත අපගමනය නියෝජනය කරයි.
අත්තික්කා මත.5c ඝන බන්ධකයේ \({{{{{{{) c }_ {Ta}^{s}(d)\) (Fig. 5a,b) සහ Ta හි කාන්දු වීම සහ Ta හි ප්රවාහනය නොසලකා හැරීමේ විවිධ ගැඹුරන් සහිත බන්ධන අතර.Ta ඝන සිට ද්රව දක්වා වෙනස් වේ නම්, මූලික මිශ්ර ලෝහයේ අඩංගු Ta සියල්ලම ඝන බන්ධකයක් බවට නැවත බෙදා හැරිය යුතුය.මේ අනුව, මිශ්ර ලෝහය ඉවත් කිරීමේ දිශාවට ලම්බකව දුරස්ථ ව්යුහයේ ඕනෑම ස්ථරයක, ස්කන්ධ සංරක්ෂණය යනු \({c}_{Ta}^{s}(d){S}_{s}(d )={c}_ {Ta}^{0}(d){S}_{t}\), එහිදී \({c}_{Ta}^{s}(d)\) සහ \({c) }_{Ta }^ {0}\) යනු පිළිවෙලින් බන්ධකයේ සහ න්යාස මිශ්ර ලෝහයේ d ස්ථානයේ ඇති Ta සාන්ද්රණයන් වන අතර Ss(d) සහ St යනු දෘඩ බන්ධකයේ සහ සම්පූර්ණ දුරස්ථ කලාපයේ හරස්කඩ ප්රදේශ වේ, පිළිවෙලින්.මෙය දුරස්ථ ස්ථරයේ ඝන ද්රව්යවල පරිමාවේ කොටස පුරෝකථනය කරයි.
මෙය නිල් රේඛාවට අනුරූප වන අනුරූප \({c}_{Ta}^{s}(d)\) වක්ර භාවිතයෙන් පවරා ඇති පිරිසිදු Cu සහ Cu70Ag30 දියවන ව්යුහයට පහසුවෙන් යෙදිය හැක.Ta කාන්දුව නොසලකා හැරීම පරිමා භාග ව්යාප්තියේ දුර්වල පුරෝකථනයක් බව පෙන්නුම් කරමින් මෙම අනාවැකි Fig. 5c මත අධිස්ථාපනය කර ඇත.කාන්දු-නිදහස් ස්කන්ධ සංරක්ෂණය d වැඩි වීමත් සමඟ පරිමා භාගයේ ඒකාකාරී අඩුවීමක් පුරෝකථනය කරයි, එය පිරිසිදු Cu දියවීමේදී ගුණාත්මකව නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ, නමුත් ρ(d) අවම අගයක් ඇති Cu70Ag30 දියවීමේදී නොවේ.මීට අමතරව, මෙය දියවන දෙකම සඳහා වෙන් කිරීමේ පෙරමුණෙහි පරිමාව කොටස්වල සැලකිය යුතු අධි තක්සේරුවක් ඇති කරයි.කුඩාම මැනිය හැකි d ≈ 10 µm සඳහා, දියවීම් දෙකෙහිම පුරෝකථනය කළ ρ අගයන් 0.5 ඉක්මවන අතර Cu සහ Cu70Ag30 දියවීම සඳහා මනින ලද ρ අගයන් පිළිවෙලින් 0.3 සහ 0.4 ට වඩා තරමක් වැඩි වේ.
Ta කාන්දුවේ ප්රධාන භූමිකාව අවධාරණය කිරීම සඳහා, මෙම කාන්දුව ඇතුළත් කිරීම සඳහා අපගේ න්යායාත්මක අනාවැකි පිරිපහදු කිරීමෙන් වියෝජනය ඉදිරිපස අසල මනින ලද සහ පුරෝකථනය කරන ලද ρ අගයන් අතර ප්රමාණාත්මක විෂමතාවය ඉවත් කළ හැකි බව අපි පෙන්වමු.මේ සඳහා, අපි Δt Δxi = vΔt කාල පරතරය තුළ ක්ෂය වීමේ ඉදිරිපස දුරක් Δxi = vΔt චලනය වන විට ඝන ද්රව්යයක සිට ද්රවයකට ගලා යන මුළු Ta පරමාණු සංඛ්යාව ගණනය කරමු, එහිදී \(v={\dot{x )) _{i }( t )\) – delamination rate, ගැඹුර සහ කාලය දන්නා සම්බන්ධතාවයෙන් ලබා ගත හැක \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t } \) ක්ෂය වීම.වෙන් කිරීමේ පෙරමුණේ (d ≈ 0) ස්කන්ධ සංරක්ෂණය පිළිබඳ දේශීය නියමය ΔN = DlglΔtSl/va, gl යනු ද්රවයේ Ta පරමාණුවල සාන්ද්රණ අනුක්රමය වන අතර, va යනු a ලෙස අර්ථ දක්වා ඇති සාන්ද්රණයට අනුරූප වන පරමාණුක පරිමාවයි. පරමාණුක භාගය, සහ Sl = St - Ss යනු ද්රව නාලිකාවේ හරස්කඩ ප්රදේශය delamination ඉදිරිපස වේ.ටා පරමාණුවල සාන්ද්රණය අතුරු මුහුණතේ නියත අගයක් \({c}_{Ta}^{l}\) ඇති බව උපකල්පනය කිරීමෙන් gl සාන්ද්රණ ශ්රේණිය ගණනය කළ හැකි අතර පිටවන ස්ථරයෙන් පිටත දියවීමේදී ඉතා කුඩා වේ. ලබා දෙයි \( {g}_ {l}={c}_{Ta}^{l}/{x}_{i}\) ඉතින්, \({{\Delta}}N=({{\Delta} { x}_{i} {S}_{l}/{v}_{a}){c}_{Ta}^{l}/(2p)\).ඉදිරිපස Δxi දුරකට ගමන් කරන විට, ඝන භාගය පාද මිශ්ර ලෝහයෙන් ඉවත් කරන ලද මුළු Ta පරමාණු ගණනට සමාන වේ, \({{\Delta}}{x}_{i}{S}_{t} { c }_{Ta}^ { 0}/{v}_{a}\), ද්රවයට කාන්දු වන Ta පරමාණු සංඛ්යාවේ එකතුවට, ΔN, සහ ඝන බන්ධකයේ ඇතුළත්\({{ \Delta}} } {x}_{i}{S}_{s {c}_{Ta}^{s}/{v}_{a}\).මෙම සමීකරණය, ΔN සඳහා ඉහත ප්රකාශනය සහ St = Ss + Sl සම්බන්ධතා සහ delamination front හි අදියර.
ටා පරමාණුවල ශුන්ය ද්රාව්යතාවයේ සීමාව තුළ, කාන්දුවීම් නොමැති වීම පිළිබඳ පූර්ව පුරෝකථනයක් දක්වා අඩු කරයි, \(\rho ={c}_{Ta}^{0}/{c}_{Ta}^{s} \)දියර ( \({c }_{Ta}^{l}=0\)).පර්යේෂණාත්මක මිනුම් වලින් \({c}_{Ta}^{l}\ 0.03 පමණ\) අගයන් භාවිතා කිරීම (රූපය 5a, b හි පෙන්වා නැත) සහ Peclet අංක p ≈ 0.26 සහ p ≈ 0.17 සහ ඝන සාන්ද්රණයන් \ ( {c}_{Ta}^{s}\ආසන්න වශයෙන් 0.3\) සහ \({c}_{Ta}^{s}\ආසන්න වශයෙන් 0.25\) Cu සහ Cu70Ag30 උණු කිරීම සඳහා පිළිවෙලින් , අපි පුරෝකථනය කළ අගය ලබා ගනිමු උණු කිරීම, ρ ≈ 0.38 සහ ρ ≈ 0.39.මෙම අනාවැකි ප්රමාණාත්මකව මිනුම් සමඟ තරමක් හොඳ එකඟතාවයක පවතී.ඉතිරි වෙනස්කම් (පිරිසිදු Cu දියවීම සඳහා 0.38 එදිරිව මනින ලද 0.32 සහ 0.39 පුරෝකථනය කරන ලද එදිරිව Cu70Ag30 දියවීම සඳහා 0.43 මනින ලදී) ද්රවවල ඉතා අඩු Ta සාන්ද්රණයන් සඳහා වැඩි මිනුම් අවිනිශ්චිතතාවයකින් පැහැදිලි කළ හැකිය (\( {c }_{Ta }^ {l}\ආසන්න වශයෙන් 0.03\)), එය පිරිසිදු තඹ දියවීමේදී තරමක් විශාල වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.
වර්තමාන අත්හදා බැලීම් නිශ්චිත පාදක මිශ්ර ලෝහ සහ දියවන මූලද්රව්ය මත සිදු කර ඇතත්, මෙම අත්හදා බැලීම්වල ප්රතිඵල සමීකරණ ව්යුත්පන්න කිරීමට උපකාරී වනු ඇතැයි අපි අපේක්ෂා කරමු.(2) අනෙකුත් LMD තහනම් උත්තේජක පද්ධති සහ Solid State Impurity Removal (SSD) වැනි වෙනත් ආශ්රිත ක්රම සඳහා පුළුල් ලෙස අදාළ වේ.මේ වන තුරු, LMD ව්යුහය මත මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්ය කාන්දු වීමේ බලපෑම සම්පූර්ණයෙන්ම නොසලකා හැර ඇත.මෙයට ප්රධාන වශයෙන් හේතු වී ඇත්තේ ECDD හි මෙම බලපෑම සැලකිය යුතු නොවේ, සහ මෙතෙක් බොළඳ ලෙස NMD REC ට සමාන බව උපකල්පනය කර ඇත.කෙසේ වෙතත්, ECD සහ LMD අතර ඇති ප්රධාන වෙනස නම්, LMD හි අතුරු මුහුණතේ ද්රව පැත්තේ ඇති මිශ්ර මූලද්රව්යවල අධික සාන්ද්රණය හේතුවෙන් ද්රවවල මිශ්ර නොවන මූලද්රව්යවල ද්රාව්යතාව විශාල ලෙස වැඩි වීමයි (\({c}_{Ti} ^{ l}\)), එය අතුරු මුහුණතේ ද්රව පැත්තේ මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්යවල (\({c}_{Ta}^{l}\)) සාන්ද්රණය වැඩි කරන අතර ඝන තත්ත්ව සමීකරණය මගින් පුරෝකථනය කරන ලද පරිමා භාගය අඩු කරයි. .(2) LMD තුළ ඝන ද්රව අතුරුමුහුණත දේශීය තාප ගතික සමතුලිතතාවයේ පවතින නිසා මෙම වැඩිදියුණු කිරීම සිදු වේ, එබැවින් ඉහළ \({c}_{Ti}^{l}\) වැඩි දියුණු කිරීමට උපකාරී වේ \({c} _ {Ta} ^{l}\ එලෙසම, ඉහළ \({c}_{Ti}^{s}\) මඟින් Cu දෘඩ බන්ධනවලට ඇතුළත් කිරීමට ඉඩ සලසයි, සහ මෙම බන්ධනවල ඝන Cu සාන්ද්රණය 10% සිට ක්රමයෙන් වෙනස් වේ. අගයන් දක්වා අඩු වීම කුඩා නියෝජිත ස්ථරයේ අද්දර නොසැලකිය හැකිය (පරිපූරක රූපය 6). ඊට වෙනස්ව, ECD මගින් AgAu මිශ්ර ලෝහවලින් Ag ඉවත් කිරීම සමතුලිත නොවන ප්රතික්රියාවක් වන අතර එය Au හි ද්රාව්යතාව වැඩි නොකරයි. විද්යුත් විච්ඡේදකය.LMD ට අමතරව, අපගේ ප්රතිඵල ඝන තත්ත්ව ධාවකයන්ටද අදාළ වේ යැයි අපි බලාපොරොත්තු වෙමු, එහිදී ඝන මායිම මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේදී දේශීය තාප ගතික සමතුලිතතාවය පවත්වා ගැනීමට බලාපොරොත්තු වේ.මෙම අපේක්ෂාව පරිමාවේ කොටසෙහි වෙනසක් නිසා සහාය වේ. SSD ව්යුහයේ පවරා ඇති ස්ථරයේ ඝන ද්රව්ය නිරීක්ෂණය කරන ලද අතර, I අඟවමින්, නියෝජිතායතනය අතරතුර, මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්ය කාන්දු වීම හා සම්බන්ධ ඝණ බන්ධන විසුරුවා හැරීමක් සිදු වේ.
සහ සමීකරණය.(2) Ta කාන්දු වීම හේතුවෙන් මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ පෙරමුණේ ඝන භාගයේ සැලකිය යුතු අඩුවීමක් පුරෝකථනය කිරීම සඳහා, සමස්තයේ ඝන කොටස් ව්යාප්තිය අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ කලාපයේ Ta ප්රවාහනය සැලකිල්ලට ගැනීම ද අවශ්ය වේ. මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ ස්ථරය, පිරිසිදු තඹ සහ Cu70Ag30 උණු කිරීම සමග අනුකූල වේ.Cu70Ag30 උණු කිරීම සඳහා (රූපය 5c හි රතු රේඛාව), ρ(d) ට පැවරූ ස්ථරයෙන් අවම වශයෙන් අඩක් පමණ ඇත.මෙම අවම අගයට හේතු වී ඇත්තේ පැවරුණු ස්ථරයේ මායිම අසල ඇති දෘඩ බන්ධකයේ අඩංගු Ta හි මුළු ප්රමාණය මූලික මිශ්ර ලෝහයට වඩා වැඩි වීමයි.එනම්, d ≈ 230 μm සඳහා \({S}_{s}(d){c}_{Ta}^{s}(d)\, > \,{S}_{t}{c} _ { Ta}^{0}\), හෝ සම්පූර්ණයෙන්ම සමාන, මනින ලද ρ(d) = Ss(d)/St ≈ 0.35 සමීකරණය පුරෝකථනය කරනවාට වඩා විශාලය.(1) කාන්දු වීමක් නැත\({c}_{Ta}^{0}/{c}_{Ta}^{s}(d)\ආසන්න වශයෙන්. 0.2\).මෙයින් අදහස් කරන්නේ පලා යන Ta කොටසක් වෙන් කිරීමේ පෙරමුණේ සිට මෙම ඉදිරිපසින් දුරස්ථ කලාපයකට ප්රවාහනය කර ද්රවයේ සහ ඝන ද්රව අතුරුමුහුණත දිගේ විසරණය වන අතර එහිදී එය නැවත තැන්පත් කර ඇති බවයි.
මෙම ප්රතිනිර්මාණය Ta hard binders පොහොසත් කිරීමට Ta කාන්දුවේ ප්රතිවිරුද්ධ බලපෑමක් ඇති කරයි, දෘඪ භාගය ව්යාප්තිය Ta කාන්දුවේ සහ නැවත තැන්පත් කිරීමේ ශේෂයක් ලෙස ගුණාත්මකව පැහැදිලි කළ හැක.Cu70Ag30 උණු කිරීම සඳහා, d (රූපය 5b හි දුඹුරු තිත් රේඛාව) සමඟ ද්රවයේ Ag සාන්ද්රණය වැඩි වන අතර එය Ta ද්රාව්යතාව අඩු කිරීමෙන් Ta කාන්දු වීම අඩු කරයි, එය අවම මට්ටමට ළඟා වූ පසු d වැඩි වීමත් සමඟ ρ(d) වැඩි වීමට හේතු වේ. .මෙය දෘඩ බන්ධනය වෙන්වීම හේතුවෙන් ඛණ්ඩනය වීම වැලැක්වීමට තරම් විශාල ඝන කොටසක් පවත්වා ගෙන යයි, Cu70Ag30 දියවන ව්යුහයන් කැටයම් කිරීමෙන් පසු ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව රඳවා ගන්නේ මන්දැයි පැහැදිලි කරයි.ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, පිරිසිදු තඹ දියවීම සඳහා, කාන්දු වීම සහ නැවත තැන්පත් වීම එකිනෙක පාහේ අවලංගු වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස බොහෝ නියෝජිත ස්ථරයේ ඛණ්ඩනය වීමේ සීමාවට පහළින් ඝන ද්රව්යවල සෙමින් අඩුවීමක් සිදුවේ. නියෝජිත ස්ථරය.(රූපය 4b, වගුව 1).
මෙතෙක්, අපගේ විශ්ලේෂණයන් ප්රධාන වශයෙන් අවධානය යොමු කර ඇත්තේ ඝණ භාගය සහ පැවරී ඇති ව්යුහයන්ගේ ස්ථලකය මත විස්ථාපන මාධ්යයක මිශ්ර මූලද්රව්ය කාන්දු වීමේ ප්රබල බලපෑම පැහැදිලි කිරීම කෙරෙහි ය.ඉහළ සැකසුම් උෂ්ණත්වය හේතුවෙන් LMD තුළ සාමාන්යයෙන් සිදු වන, නියෝජිත ස්ථරය තුළ ඇති බයිකොන්ටිනියම් ව්යුහය රළු කිරීම මත මෙම කාන්දුවේ බලපෑම වෙත අපි දැන් යොමු වෙමු.මෙය ECD වලට වඩා වෙනස් වන අතර එහිදී මිශ්ර ලෝහය ඉවත් කිරීමේදී රළු කිරීම ප්රායෝගිකව සිදු නොවේ, නමුත් මිශ්ර ලෝහය ඉවත් කිරීමෙන් පසු ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඇනීල් කිරීම නිසා ඇති විය හැක.මෙතෙක්, LMD අතරතුර රළු කිරීම ආදර්ශනය කර ඇත්තේ එය ඝන ද්රව අතුරුමුහුණත දිගේ මිශ්ර කළ නොහැකි මූලද්රව්ය විසරණය වීම නිසා සිදුවන බවට උපකල්පනය යටතේය, එය ඇනීල් නැනෝපෝරස් ECD ව්යුහවල මතුපිට විසරණය-මැදිහත් රළු කිරීම හා සමාන වේ.මේ අනුව, බන්ධන ප්රමාණය ආකෘතිගත කර ඇත්තේ සම්මත පරිමාණ නීති කේශනාලිකා විශාල කිරීම භාවිතා කරමිනි.
මෙහි tc යනු රළු වන කාලය, delamination ස්තරය තුළ xi ගැඹුරේ delamination ඉදිරිපස ගමන් කිරීමෙන් පසු (λ ආරම්භක අගය λ00 ඇති) delamination අත්හදා බැලීමේ අවසානය දක්වා ගත වූ කාලය ලෙස අර්ථ දැක්වේ, සහ පරිමාණ දර්ශකය n = 4 පෘෂ්ඨය විසරණය කරයි.Eq පරිස්සමෙන් භාවිතා කළ යුතුය.(3) අත්හදා බැලීම අවසානයේ අපිද්රව්ය නොමැතිව අවසාන ව්යුහය සඳහා λ සහ දුර d හි මිනුම් අර්ථකථනය කරන්න.මෙයට හේතුව වන්නේ නියෝජිත ස්ථරයේ මායිම අසල කලාපය ඉදිරිපස අසල කලාපයට වඩා විශාල වීමට වැඩි කාලයක් ගත වීමයි.අතිරේක සමීකරණ සමඟ මෙය කළ හැකිය.(3) tc සහ d සමඟ සන්නිවේදනය.කාල ශ්රිතයක් ලෙස මිශ්ර ලෝහය ඉවත් කිරීමේ ගැඹුර පුරෝකථනය කිරීමෙන් මෙම සම්බන්ධතාවය පහසුවෙන් ලබා ගත හැක, \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t}\), එයින් tc( d ) = te - tf(d), te යනු සම්පූර්ණ අත්හදා බැලීමේ කාලසීමාව වේ, \({t}_{f}(d)={(\sqrt{4p{D}_{l} {t}_{ e } }-d)}^{2}/(4p{D}_{l})\) යනු delamination Front එක අවසන් delamination ගැඹුරට අඩු d ට සමාන ගැඹුරකට ළඟා විය යුතු කාලයයි.tc(d) සඳහා මෙම ප්රකාශනය සමීකරණයට සම්බන්ධ කරන්න.(3) λ(d) පුරෝකථනය කරන්න (අමතර සටහන 5 බලන්න).
මෙම පුරෝකථනය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, අපි පිරිසිදු Cu සහ Cu70Ag30 දියවීම සඳහා පරිපූරක රූප සටහන 9 හි පෙන්වා ඇති නියෝජිත ව්යුහවල සම්පූර්ණ හරස්කඩවල මිටි අතර පළල සහ දුර මැනීම සිදු කළෙමු.delamination ඉදිරිපස සිට විවිධ දුර d දී delamination දිශාවට ලම්බක රේඛා ස්කෑන් සිට, අපි Ta-rich මිටි වල සාමාන්ය පළල λw(d) සහ මිටි අතර සාමාන්ය දුර λs(d) ලබා ගත්තා.මෙම මිනුම් රූපයේ දැක්වේ.5d සහ සමීකරණයේ අනාවැකි සමඟ සසඳන විට.(3) n හි විවිධ අගයන් සඳහා පරිපූරක රූපය 10 හි.සංසන්දනය පෙන්නුම් කරන්නේ n = 4 හි මතුපිට විසරණ දර්ශකය දුර්වල අනාවැකි ලබා දෙන බවයි.තොග විසරණය-මැදිහත් කේශනාලිකා රළු කිරීම සඳහා n = 3 තෝරා ගැනීමෙන් මෙම අනාවැකිය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු නොවේ, එය ද්රවයට Ta කාන්දු වීම නිසා වඩා හොඳ ගැළපීමක් ලබා දීමට බොළඳ ලෙස අපේක්ෂා කළ හැකිය.
න්යාය සහ අත්හදා බැලීම අතර මෙම ප්රමාණාත්මක විෂමතාවය පුදුමයට කරුණක් නොවේ, මන්ද සම.(3) ρ නියත පරිමා භාගයකදී කේශනාලිකා රළු වීම විස්තර කරන අතර LMD හි ρ ඝන භාගය නියත නොවේ.ρ මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීම අවසානයේ ඉවත් කරන ලද ස්ථරය තුළ අවකාශීය ලෙස වෙනස් වේ, fig හි පෙන්වා ඇත.5c.ρ ද, ස්ථාවර ඉවත් කිරීමේ ගැඹුරකදී අපද්රව්ය ඉවත් කිරීමේදී කාලයත් සමඟ වෙනස් වේ, ඉවත් කිරීමේ පෙරමුණේ අගයේ සිට (කාලය තුළ ආසන්න වශයෙන් නියත වන අතර එමඟින් tf සහ d වලින් ස්වාධීන වේ) රූපයේ දැක්වෙන ρ(d) හි මනින ලද අගය දක්වා. 5c අවසන් වරට අනුරූප වේ.අත්තික්කා සිට.3d, AgCu සඳහා දිරාපත්වීමේ ඉදිරිපස අගයන් පිළිවෙලින් 0.4 සහ 0.35 ක් සහ පිරිසිදු Cu දියවන බව ඇස්තමේන්තු කළ හැකිය, එය සෑම අවස්ථාවකදීම te අවස්ථාවේ ρ හි අවසාන අගයට වඩා වැඩි වේ.ස්ථාවර d හි කාලයත් සමඟ ρ හි අඩුවීම ද්රවයේ මිශ්ර මූලද්රව්යයේ (Ti) සාන්ද්රණ ශ්රේණියේ සෘජු ප්රතිවිපාකයක් බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය.d වැඩි වීමත් සමඟ ද්රවවල Ti සාන්ද්රණය අඩු වන බැවින්, ඝන ද්රව්යවල Ti හි සමතුලිතතා සාන්ද්රණය ද d හි අඩු ශ්රිතයක් වන අතර, එය ඝන බන්ධන වලින් Ti දිය වී කාලයත් සමඟ ඝන භාගයේ අඩු වීමක් ඇති කරයි.ρ හි තාවකාලික වෙනස්වීම Ta හි කාන්දු වීම සහ නැවත තැන්පත් වීම ද බලපායි.මේ අනුව, විසුරුවා හැරීමේ සහ පුනරාවර්තනයේ අතිරේක බලපෑම් හේතුවෙන්, LMD අතරතුර රළු වීම, රීතියක් ලෙස, නියත නොවන පරිමා භාගවලදී සිදුවනු ඇතැයි අපි අපේක්ෂා කරමු, එය කේශනාලිකා රළු කිරීමට අමතරව ව්යුහාත්මක පරිණාමයට තුඩු දෙනු ඇත, නමුත් විසරණය වීම හේතුවෙන්. ද්රව සහ මායිම දිගේ පමණක් නොව ඝන-දියර.
සමීකරණ කරුණු.(3) 3 ≤ n ≤ 4 සඳහා බන්ධන පළල සහ පරතරය මැනීම ප්රමාණාත්මක නොවේ (පරිපූරක පය. 10), අතුරු මුහුණත අඩු කිරීම නිසා නොවන විසුරුවා හැරීම සහ නැවත තැන්පත් කිරීම වර්තමාන අත්හදා බැලීමේ ප්රමුඛ කාර්යභාරයක් ඉටු කරන බව යෝජනා කරයි.කේශනාලිකා රළු කිරීම සඳහා, λw සහ λs d මත එකම රඳා පැවැත්මක් අපේක්ෂා කරන අතර, Fig. 5d පෙන්නුම් කරන්නේ පිරිසිදු Cu සහ Cu70Ag30 දියවීම සඳහා λw ට වඩා බොහෝ වේගයෙන් d සමඟ λs වැඩි වන බවයි.මෙම මිනුම් ප්රමාණාත්මකව පැහැදිලි කිරීම සඳහා ද්රාවණය සහ නැවත තැන්පත් කිරීම සැලකිල්ලට ගන්නා රළු න්යායක් සලකා බැලිය යුතු අතර, කුඩා බන්ධන සම්පූර්ණයෙන් විසුරුවා හැරීම බන්ධන අතර දුර වැඩි වීමට දායක වන බැවින් මෙම වෙනස ගුණාත්මකව අපේක්ෂා කෙරේ.මීට අමතරව, Cu70Ag30 උණුවේ λs මිශ්ර ලෝහ නොමැතිව ස්ථරයේ කෙළවරේ එහි උපරිම අගයට ළඟා වේ, නමුත් පිරිසිදු තඹ දියවීමෙහි λs අඛණ්ඩව ඒකාකාරී ලෙස වැඩි වන බව ද්රවයේ Ag සාන්ද්රණය වැඩි වීමෙන් පැහැදිලි කළ හැකිය. d Fig. 5c හි ρ(d) පැහැදිලි කිරීමට භාවිතා වේ.d වැඩි කිරීම සමඟ Ag සාන්ද්රණය වැඩි කිරීම Ta කාන්දු වීම සහ බන්ධන ද්රාවණය මැඩපවත්වයි, එය උපරිම අගයට ළඟා වූ පසු λs හි අඩු වීමක් ඇති කරයි.
අවසාන වශයෙන්, නියත වෙළුම් භාගයේදී කේශනාලිකා රළු කිරීම පිළිබඳ පරිගණක අධ්යයනයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ පරිමාව කොටස දළ වශයෙන් 0.329.30 සීමාවට වඩා පහළට වැටෙන විට, රළු කිරීමේදී ව්යුහය කොටස් වන බවයි.ප්රායෝගිකව, මෙම අත්හදා බැලීමේ සම්පූර්ණ මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ කාලය හා සැසඳිය හැකි හෝ ඊට වැඩි කාල පරිමානයකින් ඛණ්ඩනය සහ සමගාමී ගණ අඩු කිරීම සිදු වන බැවින් මෙම සීමාව තරමක් අඩු විය හැක.Cu70Ag30 හි නියෝජිත ව්යුහයන් දිය වී යන කාරනය, d හි සාමාන්ය පරාසයේ ρ(d) 0.3 ට වඩා මඳක් අඩු වුවද ඒවායේ ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව රඳවා තබා ගන්නා බව පෙන්නුම් කරන්නේ, ඛණ්ඩනය සිදු වන්නේ නම්, එය අර්ධ වශයෙන් පමණක් බවයි.ඛණ්ඩනය සඳහා වන පරිමා භාග සීමාව ද විසුරුවා හැරීම සහ ප්රතිවර්තනය මත රඳා පවතී.
මෙම අධ්යයනය ප්රධාන නිගමන දෙකක් ගෙන එයි.පළමුව, සහ වඩාත් ප්රායෝගිකව, LMD මගින් නිපදවන ලද නියෝජිත ව්යුහයන්ගේ ස්ථලකය උණු කිරීම තෝරා ගැනීමෙන් පාලනය කළ හැක.AXB1-X පාද මිශ්ර ලෝහයේ මිශ්ර නොවන මූලද්රව්යයේ ද්රාව්යතාව අඩු කිරීම සඳහා ද්රාව්යයක් තෝරා ගැනීමෙන්, සීමිත වුවද, X මහල මූලද්රව්යයේ සහ ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාවයේ අඩු සාන්ද්රණයකදී පවා එහි සංගතභාවය රඳවා තබා ගන්නා ඉහළ බලයක් සහිත ව්යුහයක් නිර්මාණය කළ හැකිය. .ECD25 සඳහා මෙය කළ හැකි බව කලින් දැන සිටි නමුත් LMD සඳහා නොවේ.වඩාත් මූලික වන දෙවන නිගමනය නම්, LMD හි ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව සුරැකිය හැක්කේ නියෝජිත මාධ්යය වෙනස් කිරීමෙන්, එයම සිත්ගන්නාසුළු වන අතර එය පිරිසිදු Cu සහ CuAg හි අපගේ TaTi මිශ්ර ලෝහයේ නිරීක්ෂණ පැහැදිලි කළ හැකිය. ECD සහ LMD අතර වැදගත්, කලින් අවතක්සේරු කරන ලද වෙනස්කම් පැහැදිලි කිරීම සඳහා වඩාත් පොදුවේ.
ECD හි, ව්යුහයේ සහජීවනය පවත්වා ගෙන යනු ලබන්නේ අපිරිසිදු ඉවත් කිරීමේ අනුපාතය අඩු X මට්ටමේ තබා ගැනීමෙනි, එය ස්ථාවර ගාමක බලයක් සඳහා කාලයත් සමඟ නියතව පවතී, අපිරිසිදු ඉවත් කිරීමේදී ඝන බන්ධකයේ B ප්රමාණවත් මිශ්ර මූලද්රව්ය තබා ගැනීමට තරම් කුඩා වේ. ඝන පරිමාව.ρ භාගය ඛණ්ඩනය වීම වැලැක්වීමට තරම් විශාල වේ25.LMD හි, මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීමේ අනුපාතය \(d{x}_{i}(t)/dt=\sqrt{p{D}_{l}/t}\) සීමිත චාලක විසරණය හේතුවෙන් කාලයත් සමඟ අඩු වේ.මේ අනුව, Peclet අංකය p ට පමණක් බලපාන දියවන සංයුතියේ වර්ගය කුමක් වුවත්, delamination අනුපාතය ඉක්මනින් ඝන බන්ධකයේ B ප්රමාණවත් ප්රමාණයක් රඳවා ගැනීමට තරම් කුඩා අගයකට ළඟා වේ, එය delamination හි ρ බව සෘජුවම පිළිබිඹු වේ. කාලයත් සමඟ ඉදිරිපස ආසන්න වශයෙන් නියතව පවතී.සත්ය සහ ඛණ්ඩනය වීමේ සීමාවට ඉහළින්.අදියර ක්ෂේත්ර අනුකරණය මගින් පෙන්නුම් කරන පරිදි, පීල් අනුපාතය ද යුටෙක්ටික් බන්ධනයේ වර්ධනය අස්ථාවර කිරීමට ප්රමාණවත් තරම් කුඩා අගයක් කරා ළඟා වන අතර එමඟින් ලැමිලේ වල පාර්ශ්වීය පාෂාණ චලිතය හේතුවෙන් ස්ථාන විද්යාත්මකව බන්ධිත ව්යුහයන් ගොඩනැගීමට පහසුකම් සපයයි.මේ අනුව, ECD සහ LMD අතර ඇති ප්රධාන මූලික වෙනස පවතින්නේ ඩීලමිනේෂන් අනුපාතයට වඩා බෙදීමෙන් පසු ස්ථරයේ අභ්යන්තර ව්යුහය හරහා සහ ρ හරහා delamination ඉදිරිපස පරිණාමය වීමයි.
ECD හි, ρ සහ සම්බන්ධතාවය දුරස්ථ ස්ථරය පුරා නියතව පවතී.LMD හි, ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, ස්තරයක් තුළ දෙකම වෙනස් වන අතර, මෙම අධ්යයනයේ පැහැදිලිව පෙන්වා ඇති අතර, LMD විසින් නිර්මාණය කරන ලද නියෝජිත ව්යුහයන්ගේ ගැඹුර පුරා ρ හි පරමාණුක සාන්ද්රණය සහ ව්යාප්තිය සිතියම්ගත කරයි.මෙම වෙනසට හේතු දෙකක් තිබේ.පළමුව, ශුන්ය ද්රාව්යතා සීමාව A හි වුවද, DZE හි නොමැති ද්රවයේ ඇති B සාන්ද්රණ අනුක්රමය, ද්රවය සමඟ රසායනික සමතුලිතතාවයේ පවතින ඝන බන්ධකයේ A සාන්ද්රණ ශ්රේණිය ප්රේරණය කරයි.අනුක්රමණය A, අනෙක් අතට, අපද්රව්ය නොමැතිව ස්ථරය තුළ ρ අනුක්රමයක් ඇති කරයි.දෙවනුව, ශුන්ය නොවන ද්රාව්යතාවය හේතුවෙන් ද්රවයට A කාන්දු වීම මෙම ස්ථරය තුළ ρ හි අවකාශීය විචලනය තවදුරටත් මොඩියුලේට් කරයි, අඩු ද්රාව්යතාව සමඟ සම්බන්ධතාවය පවත්වා ගැනීම සඳහා ρ ඉහළ සහ අවකාශීය ඒකාකාරව තබා ගැනීමට උපකාරී වේ.
අවසාන වශයෙන්, LMD අතරතුරදී පවරා ඇති ස්ථරය තුළ ඇති බන්ධන ප්රමාණයේ සහ සම්බන්ධතාවයේ පරිණාමය, නිර්වචනය කරන ලද නැනෝපෝරස් ECD ව්යුහයන් ගොරෝසු කිරීම සමඟ කලින් සිතා බැලූ පරිදි, නියත පරිමා භාගයකදී මතුපිට විසරණය-සීමිත කේශනාලිකා රළු කිරීම වඩා සංකීර්ණ වේ.මෙහි පෙන්වා ඇති පරිදි, LMD හි රළු වීම අවකාශමය වශයෙන් වෙනස් වන ඝන භාගයක සිදු වන අතර සාමාන්යයෙන් A සහ B ද්රව තත්වයේ දී delamination ඉදිරිපස සිට විසංයෝජනය වූ ස්ථරයේ මායිම දක්වා විසරණය මාරු කිරීම මගින් බලපායි.පෘෂ්ඨීය හෝ තොග විසරණයෙන් සීමා වූ කේශනාලිකා රළු කිරීම සඳහා වන පරිමාණ නීතිවලට, ද්රව සාන්ද්රණ අනුක්රමය හා සම්බන්ධ A සහ B ප්රවාහනය සමාන හෝ සමාන භූමිකාවක් ඉටු කරයි යැයි උපකල්පනය කරමින්, නියෝජිත ස්ථරයක් තුළ මිටි අතර පළල සහ දුර වෙනස්වීම් ගණනය කළ නොහැක.අතුරු මුහුණතේ ප්රදේශය අඩු කිරීමට වඩා වැදගත් වේ.මෙම විවිධ බලපෑම් සැලකිල්ලට ගනිමින් න්යායක් වර්ධනය කිරීම අනාගතය සඳහා වැදගත් අපේක්ෂාවකි.
Titanium-tantalum ද්විමය මිශ්ර ලෝහ Arcast, Inc (Oxford, Maine) වෙතින් 45 kW Ambrell Ekoheat ES ප්රේරක බල සැපයුමක් සහ ජල සිසිලන තඹ කබොලක් භාවිතා කර මිලදී ගන්නා ලදී.උනුසුම් කිහිපයකින් පසුව, සමජාතීයකරණය සහ ධාන්ය වර්ධනය ලබා ගැනීම සඳහා ද්රවාංකයේ සිට 200 ° C. තුළ උෂ්ණත්වයකදී සෑම මිශ්ර ලෝහයක්ම පැය 8 ක් සඳහා ඇනීල් කරන ලදී.මෙම මාස්ටර් ඉන්ගෝට් එකෙන් කැපූ සාම්පල ටා වයර්වලට ස්පොට් වෑල්ඩින් කර රොබෝ අතකින් අත්හිටුවන ලදී.40 g Cu (McMaster Carr, 99.99%) මිශ්රණයක් Ag (Kurt J. Lesker, 99.95%) හෝ Ti අංශු සමඟ 4 kW Ameritherm Easyheat ප්රේරක තාපන පද්ධතියක් භාවිතා කරමින් අධි බලයෙන් රත් කිරීමෙන් ලෝහ ස්නාන සකස් කර ඇත.නාන.සම්පූර්ණයෙන්ම රත් වූ උණු කිරීම.බලය අඩු කර 1240 ° C ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වයකදී පැය භාගයක් සඳහා ස්නානය කලවම් කර සමතුලිත කිරීමට ඉඩ දෙන්න.එවිට රොබෝ අත පහත් කර, නියැදිය කලින් තීරණය කළ කාලය සඳහා ස්නානය තුළ ගිල්වා සිසිල් කිරීම සඳහා ඉවත් කරනු ලැබේ.මිශ්ර ලෝහ බිල්ට් සහ LMD හි සියලුම උණුසුම ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් ආගන් (99.999%) වායුගෝලයක් තුළ සිදු කරන ලදී.මිශ්ර ලෝහය ඉවත් කිරීමෙන් පසු, නියැදිවල හරස්කඩ ඔප දමා ඔප්ටිකල් අන්වීක්ෂය සහ ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්රෝන අන්වීක්ෂය (SEM, JEOL JSM-6700F) භාවිතයෙන් පරීක්ෂා කරන ලදී.මූලද්රව්ය විශ්ලේෂණය SEM හි බලශක්ති විසුරුම් X-ray වර්ණාවලීක්ෂය (EDS) මගින් සිදු කරන ලදී.35% නයිට්රික් අම්ල ද්රාවණයක (විශ්ලේෂණාත්මක ශ්රේණිය, Fluka) ඝන වූ තඹ පොහොසත් අදියර විසුරුවා හැරීමෙන් නියෝජිත සාම්පලවල ත්රිමාණ ක්ෂුද්ර ව්යුහය නිරීක්ෂණය කරන ලදී.
ත්රිත්ව මිශ්ර ලෝහයේ විසංයෝජන අවධියේ ක්ෂේත්රයේ කලින් සංවර්ධනය කරන ලද ආකෘතිය භාවිතයෙන් අනුකරණය සිදු කරන ලදී15.මෙම ආකෘතිය ඝන සහ ද්රව අවධීන් අතර වෙනස හඳුනා ගන්නා අදියර ක්ෂේත්ර ϕ හි පරිණාමය, මිශ්ර මූලද්රව්යවල CI සාන්ද්රණ ක්ෂේත්රයට සම්බන්ධ කරයි.පද්ධතියේ සම්පූර්ණ නිදහස් ශක්තිය ලෙස ප්රකාශ වේ
මෙහි f(φ) යනු පිළිවෙලින් ඝන සහ ද්රව වලට අනුරූප වන φ = 1 සහ φ = 0 හි අවම අගය සහිත ද්විත්ව බාධක විභවය වන අතර fc(φ, c1, c2, c3) යනු ශක්ති ඝනත්වය විස්තර කරන පරිමා නිදහසට රසායනික දායකත්වය වේ. තාප ගතික ගුණ මිශ්ර ලෝහය.පිරිසිදු Cu හෝ CuTi නැවත උණු කිරීම TaTi මිශ්ර ලෝහවලට දියවීම අනුකරණය කිරීම සඳහා, අපි යොමුවේ ඇති ආකාරයටම fc(φ, c1, c2, c3) සහ පරාමිති භාවිතා කරමු.15. CuAg දියවීම සමඟ TaTi මිශ්ර ලෝහ ඉවත් කිරීම සඳහා, අපි පරිපූරක සටහන 2 හි විස්තර කර ඇති පරිදි, Ag සාන්ද්රණය මත පදනම්ව විවිධ පරාමිතීන් සහිත ඵලදායි ත්රිත්ව පද්ධතියකට චතුරස්රාකාර පද්ධතිය (CuAg)TaTi සරල කර ඇත. අදියර ක්ෂේත්රය සඳහා පරිණාම සමීකරණ සාන්ද්රණ ක්ෂේත්රය පෝරමයේ ප්රභේදන ආකාරයෙන් ලබා ගන්නා ලදී
කොහෙද \({M}_{ij}={M}_{l}(1-\phi){c}_{i}\වම({\delta}_{ij}-{c}_{j} \right)\) යනු පරමාණුක සංචලතා න්යාසය වන අතර, Lϕ ඝන ද්රව අතුරුමුහුණතේ පරමාණුක ඇමුණුමේ චාලක පාලනය කරයි.
මෙම අධ්යයනයේ ප්රතිඵලවලට සහාය දක්වන පර්යේෂණාත්මක දත්ත පරිපූරක දත්ත ගොනුවෙන් සොයාගත හැකිය.සමාකරණ පරාමිතීන් අතිරේක තොරතුරු වල දක්වා ඇත.සියලුම දත්ත ඉල්ලීම මත අදාළ කතුවරුන්ගෙන් ද ලබා ගත හැකිය.
Wittstock A., Zelasek W., Biner J., Friend SM සහ Baumer M. මෙතනෝල් වල අඩු උෂ්ණත්ව වරණ වායු-අදියර ඔක්සිකාරක සම්බන්ධ කිරීම සඳහා නැනෝපෝරස් රන් උත්ප්රේරක.විද්යාව 327, 319-322 (2010).
Zugic, B. et al.ගතික ප්රතිසංයෝජනය නැනෝපෝරස් රන් රිදී මිශ්ර ලෝහ උත්ප්රේරකවල උත්ප්රේරක ක්රියාකාරිත්වය තීරණය කරයි.ජාතික අල්මා.16, 558 (2017).
Zeis, R., Mathur, A., Fritz, G., Lee, J. 和 Erlebacher, J. Platinum-coated nanoporous gold: PEM ඉන්ධන සෛල සඳහා කාර්යක්ෂම අඩු pt පැටවුම් විද්යුත් උත්ප්රේරකයකි.ජර්නලය #165, 65-72 (2007).
Snyder, J., Fujita, T., Chen, MW සහ Erlebacher, J. නැනෝපෝර ලෝහ-අයන ද්රව සංයුක්ත විද්යුත් උත්ප්රේරකවල ඔක්සිජන් අඩු කිරීම.ජාතික අල්මා.9, 904 (2010).
විද්යුත් රසායනික සුපිරි ධාරිත්රක සඳහා Lang, X., Hirata, A., Fujita, T. සහ Chen, M. නැනෝපෝරස් දෙමුහුන් ලෝහ/ඔක්සයිඩ් ඉලෙක්ට්රෝඩ.ජාතික නැනෝ තාක්ෂණය.6, 232 (2011).
කිම්, JW et al.විද්යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්රක සඳහා සිදුරු සහිත ව්යුහයන් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ලෝහය සමඟ නයෝබියම් විලයනය ප්රශස්ත කිරීම.සඟරාව.84, 497-505 (2015).
Bringa, EM ආදිය. නැනෝපෝර ද්රව්ය විකිරණවලට ප්රතිරෝධීද?නැනෝලට්.12, 3351-3355 (2011).
පසු කාලය: ජනවාරි-29-2023