Диффузия на границе «пленка - подложка» при электрокристаллизации цинка на медной подложке
Loading...
Date
2015
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Российская академия наук, Москва
Abstract
RU: В данной статье приведены результаты экспериментальных исследований диффузионного слоя на границе раздела «пленка-подложка» электролитических пленок цинка на медной подложке. Исследования показали, что в переходном слое происходит диффузия осаждаемого металла в материал подложки. Глубина диффузионного слоя и, следовательно, концентрация внедренных атомов никеля сильно зависит от условия электрокристаллизации: от 1.5 мкм на постоянном токе до 4 мкм на постоянном токе с применением лазерно-стимулированного осаждения (ЛСО). Рентгеноструктурные исследования переходного слоя на границе раздела «пленка-подложка» показали, что при электрокристаллизации импульсным током с «жесткими» режимами и с использованием ЛСО в диффузионном слое образуется фаза CuZn2, что говорит о том, что диффузия цинка в медь происходит по двум механизмам: зернограничному и объемному. Получены значения коэффициента диффузии ад-атомов цинка в поликристаллической меди
1.75´10-15 м2/с для осаждения на постоянном токе и 1.74´10-13 м2/с для ЛСО.
UK: У даній статті наведені результати експериментальних досліджень дифузійного шару на межі розділу «плівка-підкладка» електролітичних плівок цинку на мідній підкладці. Дослідження показали, що в перехідному шарі відбувається дифузія металу, що осаджується, в матеріал підкладки. Глибина дифузійного шару і, отже, концентрація впроваджених атомів нікелю сильно залежить від умови електрокристалізації: від 1.5 мкм на постійному струмі до 4 мкм на постійному струмі із застосуванням лазерно-стимульованого осадження (ЛСО). Рентгеноструктурні дослідження перехідного шару на межі розділу «плівка-підкладка» показали, що при електрокристалізації імпульсним струмом з «жорсткими» режимами і з використанням ЛСО в дифузійному шарі утворюється фаза CuZn2, що говорить про те, що дифузія цинку в мідь відбувається за двома механізмами: зернограничним і об'ємним. Отримано значення коефіцієнта дифузії ад-атомів цинку в полікристалічної міді 1.75´10-15 м2/с для осадження на постійному струмі і 1.74´10-13 м2/с для ЛСО.
EN: In this paper, we present the results of experimental investigations of the diffusion layer formed at the film–substrate interface upon the electrodeposition of zinc films on a copper substrate. The investigations have shown that, in the transient layer, the deposited metal is diffused into the material of the substrate. The depth of the diffusion layer and, consequently, the concentrations of the incorporated zinc atoms depend strongly on the conditions of electrocrystallization, which vary from 1.5 μm when using direct current to 4 μm when using direct current in combination with laser stimulated deposition (LSD). The X-ray diffraction investigations of the transient layer at the film–substrate interface have shown that, upon electrocrystallization using pulsed current in rigid regimes with the application of the LSD, a CuZn2 phase is formed in the diffusion layer. This indicates that the diffusion of zinc into copper occurs via two mechanisms, i.e., grainboundary and bulk. The obtained values of the coefficient of diffusion of zinc adatoms in polycrystalline copper are equal to 1.75 × 10–15 m2/s when using direct current and 1.74 × 10–13 m2/s when using LSD.
UK: У даній статті наведені результати експериментальних досліджень дифузійного шару на межі розділу «плівка-підкладка» електролітичних плівок цинку на мідній підкладці. Дослідження показали, що в перехідному шарі відбувається дифузія металу, що осаджується, в матеріал підкладки. Глибина дифузійного шару і, отже, концентрація впроваджених атомів нікелю сильно залежить від умови електрокристалізації: від 1.5 мкм на постійному струмі до 4 мкм на постійному струмі із застосуванням лазерно-стимульованого осадження (ЛСО). Рентгеноструктурні дослідження перехідного шару на межі розділу «плівка-підкладка» показали, що при електрокристалізації імпульсним струмом з «жорсткими» режимами і з використанням ЛСО в дифузійному шарі утворюється фаза CuZn2, що говорить про те, що дифузія цинку в мідь відбувається за двома механізмами: зернограничним і об'ємним. Отримано значення коефіцієнта дифузії ад-атомів цинку в полікристалічної міді 1.75´10-15 м2/с для осадження на постійному струмі і 1.74´10-13 м2/с для ЛСО.
EN: In this paper, we present the results of experimental investigations of the diffusion layer formed at the film–substrate interface upon the electrodeposition of zinc films on a copper substrate. The investigations have shown that, in the transient layer, the deposited metal is diffused into the material of the substrate. The depth of the diffusion layer and, consequently, the concentrations of the incorporated zinc atoms depend strongly on the conditions of electrocrystallization, which vary from 1.5 μm when using direct current to 4 μm when using direct current in combination with laser stimulated deposition (LSD). The X-ray diffraction investigations of the transient layer at the film–substrate interface have shown that, upon electrocrystallization using pulsed current in rigid regimes with the application of the LSD, a CuZn2 phase is formed in the diffusion layer. This indicates that the diffusion of zinc into copper occurs via two mechanisms, i.e., grainboundary and bulk. The obtained values of the coefficient of diffusion of zinc adatoms in polycrystalline copper are equal to 1.75 × 10–15 m2/s when using direct current and 1.74 × 10–13 m2/s when using LSD.
Description
Э. Штапенко: ORCID 0000-0001-7046-3578; В. Заблудовский: ORCID 0000-0001-9930-2356; В. Дудкина: ORCID 0000-0001-6695-9810
Keywords
граница раздела «пленка-подложка», диффузионный переходной слой, коэффициент диффузии, энергия ад-атома, межа розділу «плівка-підкладка», дифузійний перехідний шар, коефіцієнт дифузії, енергія ад-атома, film–substrate interface, diffusion transient layer, diffusion coefficient, energy of adatoms, КФ
Citation
Штапенко, Э. Ф. Диффузия на границе «пленка - подложка» при электрокристаллизации цинка на медной подложке : [препринт] / Э. Ф. Штапенко, В. А. Заблудовский, В. В. Дудкина // Физика металлов и металловедение. – 2015. – Т. 116, № 3. – С. 269–274. – DOI: 10.7868/S0015323015030122.
Штапенко Э. Ф., Заблудовский В. А., Дудкина В. В. Диффузия на границе «пленка - подложка» при электрокристаллизации цинка на медной подложке. Физика металлов и металловедение. 2015. Т. 116, № 3. С. 269–274. DOI: 10.7868/S0015323015030122.
Штапенко Э. Ф., Заблудовский В. А., Дудкина В. В. Диффузия на границе «пленка - подложка» при электрокристаллизации цинка на медной подложке. Физика металлов и металловедение. 2015. Т. 116, № 3. С. 269–274. DOI: 10.7868/S0015323015030122.