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Measurements of interdiffusivities in Cu/NiFe ternary alloy thin films

1985; University of Toronto Press; Volume: 33; Issue: 10 Linguagem: Francês

10.1016/0001-6160(85)90016-1

1878-0768

J. Chaudhuri, Thomas Tsakalakos,

Microstructure and Mechanical Properties of Steels

Interdiffusivities have been measured in Cu/NiFe ternary alloys containing 53at.% Cu, 40 at.% Ni and 7 at.% Fe. Isothermal anneals were performed at temperatures: 320, 345 and 400°C using thin films containing composition modulations (1.6–4.98 nm) produced by the vapor-phase growth technique. Spinodal decomposition in these films was observed in the X-ray diffraction pattern as indicated by the growth of satellite intensities at 320°C. The diffusivities at each temperature were determined from the growth or decay rate of the composition modulation. A plot of the interdiffusion coefficient D̃B, versus the dispersion relation B2 demonstrated anomalous behavior at certain wavelengths at which an enhanced elastic modulus effect is observed. The critical spinodal temperature was estimated and first three gradient energy coefficients were calculated using a nonlinear regression fit to the DB vs B2 curve. Nous avons mesuré les interdiffusivités dans des alliages ternaires Cu/NiFe contenant 53 at.% Cu, 40 at.% Ni et 7at.% Fe. Nous avons effectué des recuits isothermes aux températures suivantes: 320, 345 et 400°C, en utilisant des films minces contenant des modulations de composition (de 1,6 à 4,98 nm) produits par la technique de croissance en phase vapeur. Nous avons observé la décomposition spinodale dans ces films par li diagramme de diffraction de rayons X qui mettait en évidence une croissance de l'intensité des satellites à 320°C. Nous avons mesuré les diffusivités à chaque température à partir de la vitesse de croissance ou de décroissance de la modulation de composition. Le tracé du coefficient d'interdiffusion D̃B en fonction de la relation de dispersion B2 a permis de montrer un comportement anormal pour certaines longueurs d'onde pour lesquelles on observait un accroissement du module élastique. Nous avons évalué la température spinodale critique et nous avons calculé les trois premiers coefficients de l'énergie libre à l'aide d'un ajustement par régression non linéaire de la courbe de D̃B en fonction de B2. Die Interdiffusion wurde in den teruären Legierungen Cu/NiFe mit 53 At. % Cu, 40 At.% Ni und 7 At.% Fe gemessen. Bei den Temperaturen 320, 345 und 400°C wurden dünne, aus der Gasphase gezüchtete Filme, die Modulationen in der Zusammensetzung aufwiesen (1,6 bis 4,98 nm), isotherm ausgeheilt. Die spinodale Entmischung dieser Filme wurde am Wachstum der Satellitenintensitäten in der Röntgenbeugung bei 320°C verfolgt. Die Diffusionskoeffizienten wurden für jede Temperatur aus Wachstums- oder Zerfallsrate der Modulation in der Zusammensetzung bestimmt. Im Diagramm des Interdiffusionskoeffizienten D̃B über der Dispersionsbeziehung B2 fand sich bei gewissen Wellenlängen, bei denen ein verstärkter Effekt im elastischen Modul beobachtet wurde, ein anomales Verhalten. Die kritische Spinodaltemperatur wurde ermittelt. Die ersten drei aufsteigenden Energiekoeffizienten wurden mit einer nichtlinearen Regressionsanpassung and die D̃BB2-Kurve berechnet.