Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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M: Metallphysik
M 5: Nanokristalle I
M 5.3: Vortrag
Montag, 22. März 1999, 12:30–12:45, S 6
Phosphorsegregation in nanokristallinen Nickel-3.6 At.%-Phosphor Schichten untersucht mit Tomographischer Atomsonde — •B. Färber1, E. Cadel2, A. Menand2, G. Schmitz1 und R. Kirchheim1 — 1Institut für Materialphysik, Universität Göttingen — 2Groupe de Métallurgie Physique, UMR CNRS 6634, Université de Rouen
Chemisch abgeschiedene NiP-Legierungen mit geringen P-Gehalten (kleiner 10 At.%) sind nanokristallin mit Korngrößen kleiner 10 nm. Das Material weist eine hohe Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, sowie insbesondere eine relativ hohe thermische Stabilität der Kornstruktur bis zu Temperaturen von ca. 350 ∘C auf.
Um die Eigenschaften der nanokristallinen NiP-Schichten zu verstehen, ist eine detaillierte Charakterisierung ihrer Mikrostruktur notwendig, wobei die Verteilung des Phosphors von entscheidender Bedeutung ist. Aus diesem Grund wurden Ni-3.6 At.%-P-Schichten, nach Auslagerung ((i) 250 ∘C, 1 h, (ii) bis 400 ∘C, 5 ∘C/min), mit Hilfe einer Tomographischen Atomsonde analysiert. Im Ergebnis wurden in beiden Zuständen P-Segregationen in den Korngrenzen unmittelbar nachgewiesen mit P-Konzentrationen größer 10 At.%. Die Dicke der Segregationszone wurde experimentell mit 0,8 nm bestimmt, was die Ergebnisse vorangegangener konventioneller Atomsondenanalysen [1] unmittelbar bestätigt. Durch die nachgewiesene P-Segregation kann die vergleichsweise hohe thermische Stabilität des Materials erklärt werden. Darüberhinaus kann unter der vereinfachenden Annahme, daß es sich bei der Segregationszone um eine metastabile, evtl. amorphe Korngrenzphase konstanter Dicke handelt, der Zusammenhang zwischen Korngröße und nominaler Konzentration bei der chemischen Abscheidung von NiP-Schichten modelliert werden.
[1] Hentschel, T. et al.: submitted to Act. Mat.