Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 12: Diffusion

M 12.4: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 11:00–11:15, H6

Strukturelle Einflüsse auf die Festkörperamorphisierungsreaktion in Zr_100−xAl_x/Ni-Doppelschichten — •T. Becker¹, M. Gimbel¹, H. Harms¹, U. Geyer¹, E. Spiecker², M. Seibt² und S. Schneider¹ — ¹I. Physikalisches Institut und SFB 345, Universität Göttingen, D-37073 Göttingen — ²IV. Physikalisches Institut und SFB 345, Universität Göttingen, D-37073 Göttingen

Festkörperamorphisierungsreaktionen (SSAR) an Zr/Ni-Schichten sind in der Vergangenheit vielfach untersucht worden. Wir zeigen, wie das Zulegieren von Al zum Zr die SSAR zwischen Zr_100−xAl_x-Mischkristall- bzw. a-Zr₇₀Al₃₀-Schichten und Ni-Schichten beeinflußt. In den in-situ isotherm ausgelagerten Doppelschichten kommt es zur Bildung einer a-NiZrAl-Zwischenschicht mit planaren Grenzflächen. Die Reaktion wird mit in-situ-Messungen des elektrischen Leitwertes und der mechanischen Spannung, sowie mit TEM- und EDX-Messungen untersucht. Im Vergleich mit Zr/Ni-Schichten finden wir in den übersättigten Zr_100−xAl_x/Ni- Doppelschichten eine deutlich schnellere Ni-Diffusion in der Zwischenschicht mit einer geringeren Aktivierungsenergie. Hingegen ist die Ni- Diffusion in der a-Zr₇₀Al₃₀/c-Ni-Ausgangsschicht um etwa zwei Größenordnungen langsamer. Die Druckspannungen, die während der SSAR in den Schichten entstehen, sind um so höher, je langsamer die Ni-Diffusion in der amorphen Schicht ist. Wir führen diese Ergebnisse auf strukturelle Unterschiede in den Ausgangsschichten und den entstehenden a-NiZrAl-Schichten zurück und diskutieren sie anhand eines Modells von Stephenson, das Interdiffusion und mechanische Spannungen in binären Systemen mit unterschiedlichen Moblilitäten in Beziehung setzt.