SU1206664A1 - Method of obtaining binary constitution diagrams - Google Patents
Method of obtaining binary constitution diagrams Download PDFInfo
- Publication number
- SU1206664A1 SU1206664A1 SU843717767A SU3717767A SU1206664A1 SU 1206664 A1 SU1206664 A1 SU 1206664A1 SU 843717767 A SU843717767 A SU 843717767A SU 3717767 A SU3717767 A SU 3717767A SU 1206664 A1 SU1206664 A1 SU 1206664A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- substrate
- component
- temperature
- heated
- under test
- Prior art date
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N bismuth tin Chemical compound [Sn].[Bi] JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к физико-химическому анализу фазовых равновесий двухкомпонентных систем. Цель изобретени - упрощение.и ускорение способа, получени диаграмм состо ни двухкомпонентных сплавов4 На инертную подложку конденсируют чистые компоненты испытуемой системы , испар ющиес в вакууме от двух линейных источников, расположенных параллельно один другому в плоскости , параллельной поверхности под- ложки. Нагрев и охлаждение подложки производ т одновременно с двух противоположных сторон ее в направлении, перпендикул рном направлению расположени линейчатых источников. Подложку с одной стороны нагревают до температуры плавлени более тугоплавкого компонента,, а с противоположной поддерживают при комнатной температуре лп установлени термодина-, мического равновеси . 2 ил.This invention relates to the physicochemical analysis of phase equilibria of two-component systems. The purpose of the invention is to simplify and accelerate the method of obtaining state diagrams of two-component alloys. The inert substrate condenses the pure components of the system under test, evaporating in vacuum from two linear sources parallel to one another in a plane parallel to the surface of the substrate. The substrate is heated and cooled simultaneously from two opposite sides in the direction perpendicular to the direction of the line sources. On the one hand, the substrate is heated to the melting point of the more refractory component, and on the opposite side, the thermodynamic equilibrium is maintained at room temperature. 2 Il.
Description
Изобретение относитс к физико- химическому анализу фазовых равно- .вески двухкомпонечтных систем и может быть использовано дл получени фазовых диаграмм состо ни двухком- понентных сплавов в металлофизике, физической металлургии, металловедении и физике твердого тела.The invention relates to the physicochemical analysis of phase equivalences of two-component systems and can be used to obtain phase diagrams of the state of two-component alloys in metal physics, physical metallurgy, metallurgy, and solid state physics.
Цель изобретени - упрощение и ускорение способа получени диаграмм состо ни двухкомпонентных сплавов.The purpose of the invention is to simplify and accelerate the method for producing state diagrams of two component alloys.
На фиг.1 изображена схема дл осуществлени способа, на которой представлено относительное расположение элементов при получении диаграммы сост о ний; на фиг. 2 - диаграмма Состо ний.Fig. 1 shows a diagram for carrying out the method, in which the relative position of the elements is shown when obtaining the status diagram; in fig. 2 is a state diagram.
На схеме (фиг.1) показаны подложка 1 , нагреватели 2, термопары 3, датчики 4 определени толщины, испарители 5 чистых компонентов, испаритель 6 углерода. Векторами С -и Т обозначено направление изменени концентраций и температуры соответственно . Температура определ етс в отдельных точках с помощью дифференциальных хромель-алюмине- вых термопар, приваренных к обратной стороне подложки.The diagram (Fig. 1) shows the substrate 1, heaters 2, thermocouples 3, thickness sensors 4, evaporators 5 pure components, carbon evaporator 6. The vectors C - and T indicate the direction of change in concentrations and temperature, respectively. The temperature is determined at individual points using differential chromel-aluminum thermocouples welded to the back side of the substrate.
Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.
На инертную подложку 1 конденсируют чистые компоненты испытуемой системы, испар ющиес в вакууме от двух линейчатых источников, расположенных параллельно один другому на рассто нии L в плоскости, параллельной поверхности подложки. Нагреватели 2 располагаютс с двух противоположных сторон подложки параллельно друг другу и перпендикул рно по отношению к /1спарител м 5. Такое относительное расположение испарителей 5 и нагревателей 2 обеспечивает взаимоцерпендикул рное распределение на поверхности подложки концентраций компонентов испытуемой системы от градиента темпрературы, т.е. построение ее диаграммы состо ний.The inert substrate 1 is condensed with pure components of the system under test, evaporating in vacuum from two line sources arranged parallel to one another at a distance L in a plane parallel to the surface of the substrate. The heaters 2 are located on two opposite sides of the substrate parallel to each other and perpendicular to the ratio of 1 of evaporators 5. This relative position of the evaporators 5 and heaters 2 ensures that the concentrations of the components of the system under test are mutually perpendicular to the substrate surface, i.e. plotting its state diagram.
Концентраци компонентов в пленке измен етс от одного чистого компонента до другого, реализу весь набор составов дл сплавов двухком- понентной системы . Контроль за получаемыми концентратами в процессе конденсации производ т с помощью кварцевых резонаторов, определ юйдах количество конденсируемых компонен066642The concentration of components in the film varies from one pure component to another, realizing the entire set of compositions for alloys of a two-component system. Control of the resulting concentrates during the condensation process is carried out using quartz resonators, determined by the number of condensable components
тов. Подложку с одной стороны нагревают до температуры плавлени более тугоплавкого компонента, а с противоположной поддерживают при ком5 натной температуре дл установлени термодинамического равновеси . Созданный на подложке градиент температур включает температуры ликвидуса и солидуса всех наборов сплавов двухкомtO понентной системы. По достижении термодинамического равновеси устанавливаетс определенное распределение фаз, завис щее от состава (концентраций ) и температуры в данном местеComrade On one side, the substrate is heated to the melting point of the more refractory component, and on the opposite side, it is maintained at room temperature to establish thermodynamic equilibrium. The temperature gradient created on the substrate includes the liquidus and solidus temperatures of all the sets of alloys of the two-component O-system. Upon reaching thermodynamic equilibrium, a definite phase distribution is established, depending on the composition (concentration) and temperature at that location.
15 подложки.15 substrate.
Визуально обнаруживаютс границы между област ми с различным фазовым составом, положени которых соответствуют диаграмме состо ний изучаемойThe boundaries between regions with different phase composition, whose positions correspond to the state diagram of the studied state, are visually detected.
20 двухкомпонентной системы.20 two-component system.
. Реализаци способа иллюстрируетс получением диаграммы состо ний системы сплавов висмут - олово. В качестве подложки используют пр мо25 угольную пластину из нержавеющей -. стали. По ширине пластины параллель- .но один другому устанавливают нагреватели в виде медных блоков с цилиндрическими полост ми по оси. Че ,- рез один из блоков пропускают воду дл охлаждени одной из сторон подложки до комнатной температуры. Другой блок нагревают посредством электрической спирали, проход щей через полость, блока, до температу ры плавлени Bi - более .тугоплавкого компонента в данной системе. К тыльной стороне подложки приваривают хромель-алгомелевые термопары дл контрол температуры. Источники. The implementation of the method is illustrated by obtaining a state diagram of a bismuth-tin alloy system. As a substrate, a stainless straight stainless plate is used. become. The heaters are installed parallel to one another along the width of the plate in the form of copper blocks with cylindrical cavities along the axis. Che, a cut of one of the blocks passes water to cool one of the sides of the substrate to room temperature. The other block is heated by means of an electric spiral passing through the cavity of the block to the melting temperature of Bi — more than a heat-melting component in this system. Chromel-Algomel thermocouples are welded to the back side of the substrate to control the temperature. Sources
в виде двух -линейчатых танталовых лодочек, сбдержащих особо чистые Bi и Sn (99,9999 вес.%), устанавливаютс на одинаковом рассто нии от подложки при взаимно перпендикул р ном расположении осей нагревателей и источников. Дл предотвращени взаимодействий Sn и Bi с материалом подложки на последнюю предварительно нанос т аморфного углеродную in the form of two-line tantalum boats, holding together highly pure Bi and Sn (99.9999 wt.%), are set at the same distance from the substrate, with the axes of the heaters and sources mutually perpendicular to each other. To prevent Sn and Bi interactions with the substrate material, amorphous carbon dioxide is preliminarily deposited onto the latter.
5 пленку распылением в вакууме от испарител 6 (фиг.1) толщиной 20-30 нм. Испарение чистых компонентов Sn и Bi осуществл етс при разрежении5 film by spraying in a vacuum from the evaporator 6 (Fig. 1) with a thickness of 20-30 nm. Evaporation of the pure Sn and Bi components takes place under vacuum.
Г И G and
10 - 10 мм рт.ст., созданном без- 55 масл ной системой откачки. После завершени конденсировани металлов вдоль подложки создаетс градиент температур от 300 до 600 К и под310 - 10 mm Hg, created without an oil pumping system. Upon completion of the condensation of the metals along the substrate, a temperature gradient of from 300 to 600 K and under 3 is created.
ложка с пленкой выдерживаетс в течение 1 ч при данном градиенте дл установлени термодинамического равновеси сплава, по тол1Щ1не пленки. После установлени вдоль подложки градиента температур на пленке вьще л ютс области, разделенные четкими границами, положение которых определ етс только концентрацией и температурой нанесенных металлов. Положение этих границ- не измен етс после охлаждени подложки до ком- натной.температуры .в вакууме и извлечени ее на воздух.the spoon with the film is kept for 1 hour with this gradient to establish the thermodynamic equilibrium of the alloy, over the thickness of the film. After the temperature gradient on the film has been established along the substrate, the areas separated by clear boundaries, the position of which is determined only by the concentration and temperature of the deposited metals, are better. The position of these boundaries does not change after the substrate is cooled to room temperature. In vacuum and removed to air.
Полученные экспериментальные значени температур и концентраций границ раздела между област ми в пленке на подложке, помеченные на фиг.2 показьшают, что эти границы соответствуют лини м, раздел ющим области с разным фазовым составом на известной диаграмме состо ни системы олово - висмут. Так граница В на фиг.2 соответствует эвтектической температуре , граница S - линии солидуса и граница D - изменению растворимости висмута в твердом олове с температурой , т.е. конденсированные пленки сплавов благодар непрерывному изменению их состава и температуры в координатах поверхности подложкиThe experimental values of the temperatures and concentrations of the interfaces between the regions in the film on the substrate, marked in Fig. 2, show that these boundaries correspond to the lines separating the regions with different phase composition in the well-known tin-bismuth system state diagram. Thus, the boundary B in figure 2 corresponds to the eutectic temperature, the boundary S is the solidus line and the boundary D is the change in the solubility of bismuth in solid tin with temperature, i.e. condensed alloys films due to continuous changes in their composition and temperature in the surface coordinates of the substrate
Фиг.11
позвол ют визуально наблюдать состо ни , отвечающие и согласующиес с диаграммой состо ни данной си.стемы.allow you to visually observe the conditions corresponding to and consistent with the state diagram of the system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843717767A SU1206664A1 (en) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | Method of obtaining binary constitution diagrams |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843717767A SU1206664A1 (en) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | Method of obtaining binary constitution diagrams |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1206664A1 true SU1206664A1 (en) | 1986-01-23 |
Family
ID=21110130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU843717767A SU1206664A1 (en) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | Method of obtaining binary constitution diagrams |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1206664A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472140C1 (en) * | 2011-11-24 | 2013-01-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Method of plotting solidus curve |
| RU2745223C1 (en) * | 2020-06-17 | 2021-03-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for combinatorial production of new compositions of materials in a multicomponent system |
-
1984
- 1984-04-02 SU SU843717767A patent/SU1206664A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Даниэльс Ф., Олберти Л. Физическа хими .М.: Мир, 1978, с.25- 80. Векшенский С.А, Новый метод металлографического исследовани сплавов. М.-Л.; Гостехиздат, 1944, с.68-89, 145-165. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472140C1 (en) * | 2011-11-24 | 2013-01-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Method of plotting solidus curve |
| RU2745223C1 (en) * | 2020-06-17 | 2021-03-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for combinatorial production of new compositions of materials in a multicomponent system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kennedy et al. | Rapid method for determining ternary‐alloy phase diagrams | |
| Chen et al. | Thermal Evidence of a Glass Transition in Gold‐Silicon‐Germanium Alloy | |
| Solthin et al. | Heterogeneous nucleation in solidifying metals | |
| Saunders et al. | Phase formation in co-deposited metallic alloy thin films | |
| NO160862B (en) | IN ESSENTIAL AMORPH ALUMINUM-BASED ALLOYS. | |
| JPH07300667A (en) | Aluminum alloy single crystal target and manufacturing method thereof | |
| Caillat et al. | Study of the Bi-Sb-Te ternary phase diagram | |
| SU1206664A1 (en) | Method of obtaining binary constitution diagrams | |
| Mazumder et al. | Solid solubility in laser cladding | |
| Löser et al. | Metastable phase formation in undercooled near-eutectic Nb-Al alloys | |
| EP0845051B1 (en) | Preparation of structural materials by physical vapour deposition process | |
| Straumal et al. | Lines of grain boundary phase transitions in bulk phase diagrams | |
| Boom | Heat of solution of metals in liquid tin | |
| Shilo et al. | High Temperature Thermodynamic Study of the Molybdenum‐Rich Regions of the Mo‐Al System | |
| DE2361984C2 (en) | Arrangement and method for depositing amorphous semiconductor thin films as well as method for producing the necessary sources of sublimation | |
| Steininger et al. | Phase diagrams and crystal growth of pseudobinary alloy semiconductors | |
| CA1319588C (en) | Method of making single-crystal mercury cadmium telluride layers | |
| Wardill et al. | The preparation and assessment of indium phosphide | |
| Eickert et al. | Formation area of amorphous thin V− Zr films prepared by cocondensation on hot substrates | |
| Fritscher | Eutectic structures in the Ni–Co–Cr–Al system obtained by plasma spraying and by Bridgman growth | |
| Tewari et al. | Cellular microstructure of chill block melt spun Ni-Mo alloys | |
| Carro et al. | Microstructural observations in rapidly-solidified and heat-treated Ni3Al-Cr alloys | |
| Shen et al. | Wettability of single crystalline and polycrystalline substrates by Al–Si alloys over wide composition and temperature ranges | |
| Ossipov | Continuous fractional crystallization on a moving cooled belt | |
| Berty et al. | Electron Diffraction Study of Undercooling in Thin Metal Films |