Формування фазового складу та електрофізичних властивостей плівкових систем Ni/Fe та Cr/Fe
Electronic Archive of Sumy State University
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Формування фазового складу та електрофізичних властивостей плівкових систем Ni/Fe та Cr/Fe
|
|
| Creator |
Бібік, Віталій Володимирович
Bibіk, Vitalii Volodymyrovych |
|
| Subject |
фазоутворення
двошарові плівки дифузійні процеси фазообразование двухслойные пленки диффузионные процессы phase formation two-layer diffusion processes |
|
| Description |
Дисертація присвячена встановленню закономірностей формування структурно-фазового складу і електрофізичних властивостей двошарових плівок Nі/Fe та Cr/Fe. Комплексне дослідження фазового складу, кристалічної структури і дифузійних процесів показало, що фазовий склад шарів плівкової системи та інтерфейсного шару, який утворюється при формуванні плівкової системи, має визначальне значення у формуванні електрофізичних властивостей зразка. Встановлено, що фазоутворення у плівковій системі Ni/Fe відбувається не в повній відповідності з діаграмою стану. Концентраційна неоднорідність двошарової плівкової системи і термічний вплив спричиняють створюють формування і розпад фаз FeNi3 та FeNi, наявність яких підтвер- джується електрофізичними дослідженнями. Отримано рівняння дифузії для двошарової плівкової системи Nі/Fe та розраховано ефективні коефіцієнти взаємної дифузії для системи Cr/Fe у процесі зерномежової конденсаційно-стимульованої і термодифузії. Проведено порівняння внеску конденсаційно-стимульованої дифузії, іонно-стимульованої, викликаної первинними іонами, та термостимульованої дифузії при відпалі та встановлено, що конденсаційно-стимульована дифузія має на порядок більший вплив у порівнянні із термостимульова- ною дифузією в системах Ni/Fe і особливо Cr/Fe. Проведено апробацію теоретичних моделей термічного коефіцієнта опору та коефіцієнта поздовжньої тензочутливості двошарових плівок. По- рівняння експериментальних значень із розрахунковими в рамках теоре- тичних моделей для двошарових плівок, в яких зберігається індивідуальність шарів та співвідношення для сплавів показало, що існує зв’язок як величини ТКО, так і коефіцієнтів тензочутливості зі структурно-фазовим складом плівкових систем. Отримані дані дали можливість розрахувати залежності для прогнозування ТКО двошарових плівкових систем на основі Ni, Cr і Fe. // Русск. версия: Диссертация посвящена определению закономерностей формирова- ния структурно-фазового состава и электрофизических свойств двухслойных пленок Nі/Fe и Cr/Fe . Комплексное исследование фазового состава, кристаллической структуры и диффузионных процессов показало, что фазовый состав слоев пленочной системы и интерфейсного слоя, который об- разуется при формировании пленочной системы, имеет определяющее значение в формировании электрофизических свойств образца. Формирование структурно-фазового состава в двухслойных пленках Ni/Fe и Cr/Fe возможно путем изменения режимов термической обработки и вариации толщин компонент двухслойной пленочной системы: - пленочная система Ni/Fe при Тотж < 1000К состоит из ГЦК-Ni + ОЦК-Fe+Fe2О3; - при Тотж > 1000К зафиксировано образование т.р. γ-(α-Fe,Ni) и установлено, что пленочная система Ni/Fe может быть представлена в виде трехслойного образца из слоев ГЦК-Ni, промежуточного слоя твердого раствора γ-(α-Fe,Ni), образованного за счет диффузии и слоя ОЦК-Fe; высоко- температурный отжиг не разрушает слоистость системы из-за образования на межслойной границе барьеров из оксидов Fe2O3 и Fe3O4; - в двухслойной пленочной системе Cr/Fe при Тотж < 700К сохраняется неизменным фазовый состав (т.р. γ-(α-Fe,Cr), который образуется в интерфейсном слое уже на стадии конденсации. Установлено также, что фазообразование в пленочной системе Ni/Fe происходит не в полном соответствии с диаграммой состояния. Концентрационная неоднородность двухслойной пленочной системы и условия термического воздействия создают условия для локального образования и распада фаз FeNi3 или FeNi, наличие которых подтверждается электрофи- зическими исследованиями. Экпериментальные данные, полученные методом вторично-ионной масс-спектрометрии, позволили рассчитать на основе соотношения Уиппла и записать уравнения диффузии для двухслойной системы Nі/Fe : DNi→Fe(T) =(1,12 ± 0,20) ·10-19exp(-9531/RT), DFe→Ni(T) =(0,62 ± 0,20) ·10-19exp(-10432/RT. а также определить эффективные коэффициенты взаимной диффузии для системы Cr/Fe: DFe→Cr = 6,5∙10-19 м2/с, DCr→Fe =2,0∙10-19 м2/с. Использование данных полученных методом оже-спектрометрии по- зволило провести сравнение вклада конденсационно-стимулированной диффузии, ионно-стимулированной (вызванной используемым методом ВИМС) и термостимулированной диффузии при отжиге и установить, что конденсационно-стимулированная диффузия имеет на порядок большее влияние в сравнении с термодиффузией в системах Ni/Fe и особенно Cr/Fe. Полученное нами соотношение для коэффициента тензочувствитель- ности пленочного сплава и апробация теоретических моделей термиче- ского коэффициента сопротивления и коэффициента продольной тензо- чувствительности двухслойных пленок позволили провести сравнение экс- периментальных значений с расчетными в рамках теоретических моделей как для двухслойных пленок в которых сохраняется индивидуальность слоев, так и для соотношения для сплавов. Показано, что структурно- фазовый состав пленочных систем является определяющим для выбора модели, позволяющей рассчитать как величины ТКО так и коэффициенты продольной тензочувствительности. На основе полученных данных рассчитана зависимость для прогнозирования ТКО двухслойных пленочных систем на основе Ni, Cr и Fe. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/637 Bibyk V.V. Formation of phase structure and electro-physical properties of film systems Ni/Fe and Cr/Fe. -Manuscript. Thesis for the scientific degree of a candidate of physical and mathematical science by specialty 01.04.07 – physics of solid state. Sumy State University, Sumy, 2008. The thesis is devoted to ascertaining /establishing/ regularity of phase structure and electro-physical properties of double-layer films Ni/Fe and Cr/Fe. Complex researches of phase composition, crystalline structure and diffusion processes have shown that the phase structure of film system components and the interface layer obtained during the film system formation is of dominant significance in the formation of electro-physical properties of the sample. It is obtained that the phase formation in the film system Ni/Fe doesn’t occur in the complete accordance with the state diagram. Concentration /nonuniformity/ irregularity of the two-layer film system and the thermal influence result in conditions for phases FeNi3 and FeNi the presence of which is corroborated by electro-physical research to form and to disintegrate. Equation of the diffusion for the double-layer system Ni/Fe is written and calculations of effective factors of interdiffusion for the system Cr/Fe in the process of grain borderland condensation stimulated and thermal diffusion on the basis of Whipple ratio and according to the Auger spectrometry are carried out. Comparison of contribution of condensation stimulated diffusion and ion stimulated and thermo-stimulated diffusion through annealing is carried out, and it is ascertained that the condensation- stimulated diffusion has dominant effect in comparison with the thermo-stimulated diffusion in the systems Ni/Fe and especially Cr/Fe. The difference is about one dimension. Approbation of theoretical samples of thermal coefficient of resistance and coefficient of longitudinal gauge of two-layer films is carried out. Comparison of experimental values with the calculated ones in the frame of theoretical samples for the double-layer films maintaining individuality of layers and the correlations for alloys has shown that there is correlation of both TCR datum and gauge factor and phase structure of film systems. On the basis of the obtained results calculations of correlations /relations/ for forecasting electro-physical properties of two-layer film systems on the basis Ni, Cr and Fe are carried out. Key words: phase formation, two-layer, diffusion processes, electrophysical properties, thermal coefficient of resistance, longitudinal strain coefficient. |
|
| Publisher |
Сумський державний університет
|
|
| Contributor |
Бибик, Виталий Владимирович
|
|
| Date |
2010-12-18T13:12:15Z
2010-12-18T13:12:15Z 2008 |
|
| Type |
Synopsis
|
|
| Identifier |
Бібик, В. В. Формування фазового складу та електрофізичних властивостей плівкових систем Ni/Fe та Cr/Fe [Текст] : автореферат... канд. фіз.-мат. наук, спец.: 01.04.07 - фізика твердого тіла / В. В. Бібик. - Суми : СумДУ, 2008. - 22 с.
http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/637 |
|
| Language |
uk
|
|