Cu-Ni扩散反应层形成的TFDC模型

TFDC(Thomas-Fermi-Dirac-Cheng)电子理论的核心思想是"材料研究中,界面边界条件起着十分重要的作用,其边界条件是电子密度处处连续"。建立Cu/Ni相界面扩散反应的TFDC模型对于扩散连接工艺中相界面扩散反应的研究具有重要的意义。文中以Cu-Ni相界面为例,首先依据TFDC电子理论、利用其电子密度处处连续的边界条件,论述了Cu/Ni相界面扩散反应层的形成和生长,然后建立了Cu/Ni相界面扩散反应的TFDC模型。扩散反应层的形成和长大是各相层界面电子密度连续的结果,二元金属扩散反应层的研究可以借助于TFDC电子理论进行深入研究。

Cu粉和Sn粉相界面扩散溶解层的研究

采用粉末烧结的方法制备出了Cu/Sn扩散溶解层;利用光学和电子显微镜观察了该扩散溶解层的形貌,用X射线衍射和能谱技术分析了该扩散溶解层的相组成;依据TFDC电子理论对Cu/Sn扩散溶解层的结构进行了讨论。研究发现,Cu粉和Sn粉在200℃,10h的烧结过程中,Sn原子不断扩散进入到Cu晶体中,在Cu粉和Sn粉颗粒界面处,先后依次形成一定厚度的Cu_6Sn_5、Cu_(81)Sn_(22)、Cu_(39)Sn_(11)和Cu_(327.92)Sn_(88.08)金属间化合物扩散溶解层,该扩散溶解层的结构为Cu相、界面Cu/Cu_(327.92)Sn_(88.08)、Cu_(327.92)Sn_(88.08)相、界面Cu_(327.92)Sn_(88.08)/Cu_(39)Sn_(11)、Cu_(39)Sn_(11)相、界面Cu_(39)Sn_(11)/Cu_(81)Sn_(22)、Cu_(81)Sn_(22)相、界面Cu_(81)Sn_(22)/Cu_6Sn_5、Cu_6Sn_5相、界面Cu_6Sn_5/Sn;4种金属间化合物相呈"层"状分布。