稳恒强磁场对Al-Cu扩散偶界面中间相形成和生长的影响

研究了稳恒强磁场作用下Al-Cu扩散偶界面中间相组成和扩散行为。结果表明:强磁场作用下扩散偶中间相厚度显著增加,并且随磁场强度增大,界面中间相组成发生变化。按照抛物线规律计算了强磁场作用下扩散偶中间相的扩散系数,发现在平行和垂直于磁场的两个方向上扩散系数有显著差异,垂直于磁场方向的扩散系数比平行于磁场方向更大。强磁场促进了Al-Cu扩散偶中Al和Cu原子的扩散,加速了界面中间相的形成和生长过程。磁场作用差异导致了扩散的各向异性。利用原子扩散理论初步分析了产生上述现象的原因。

Al-Cu扩散偶的界面反应

用"铆钉法"制备了界面为曲面的Al-Cu二元扩散偶,将扩散偶于真空退火炉中在不同工艺条件下进行热处理;利用彩色金相、显微硬度测试方法对扩散偶界面区域进行了观察测试。结果表明,Al-Cu扩散偶在500℃下保温25～125h和520℃下保温25～100h的热处理条件下界面形成了厚度均匀的扩散层,扩散层包括3个亚层;在520℃下保温125h时界面扩散层靠近Al基体一侧形成共晶组织,并迅速向Al基体内部扩展;扩散层的显微硬度明显高于Al、Cu基体,说明形成了脆性的金属间化合物。