- Tytuł:
-
TEM investigation of phases formed during aluminium wetting of MgO at [100], [110] and [111] orientations
Analiza fazowa metodą TEM produktów reakcji powstałych w czasie zwilżania przez aluminium podłoży MgO o orientacji [100], [100] i [111] - Autorzy:
-
Morgiel, J.
Sobczak, N.
Pomorska, M.
Nowak, R.
Wojewoda-Budka, J. - Tematy:
-
Al/MgO reaction
α-Al2O3
MgAl2O4
microstructure
TEM
EDS
reakcja Al/MgO
Al2O3 - Pokaż więcej
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/354574.pdf Link otwiera się w nowym oknie
- Opis:
-
The interaction of liquid aluminium (5N) with single crystal MgO substrates of [100], [110] and [111] orientations (surface roughness <1 nm) were studied using sessile drop wettability test performed at 1000ºC for 1 hour in vacuum (5 x 10-6 mbar). The observations performed using scanning electron microscopy (SEM) showed that the interaction of liquid metal with MgO crystals in all cases resulted in the formation of reaction products region (RPR) of thickness varying from 40 up to 80 microns in depth. In each case the RPR consisted mainly of coarse dendrite-like crystallites of few microns thick surrounded by net of much thinner channels. Occasionally away from the RPR centre the areas built of much finner but also dendrite- or filament-like crystallites were noted. The thin foils for transmission electron microscopy (TEM) investigations were cut using focused ion beam system (FIB) both from drop/RPR as well as RPR/MgO interfacial regions. The electron diffractions proved that the dominating coarse dendrite-like crystallites are of the same α-Al2O3 type throughout the whole RPR for all substrates orientations. Similarly, the colonies of finer crystallites always showed diffraction patterns characteristic for MgAl2O4 spinel. Therefore, the performed investigation indicated, that both the reaction layer depth and the reaction path represented by the sequence and type of phases present in Al/MgO RPR remain roughly similar for all examined orientations, i.e. that the substrate orientation control neither reaction kinetics, nor affects final phase composition of RPR.
Oddziaływanie ciekłego aluminium (5N) z mono-krystalicznymi podłożami o orientacji [100], [110] i [111] (chropowatość <1nm) badano metodą kropli leżącej w 1000ºC przez 1 godzine w dynamicznej próżni rzędu 10-4 Pa. Obserwacje z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej (SEM) wykazały, że oddziaływanie ciekłego metalu z kryształami MgO we wszystkich przypadkach prowadziło do wytworzenia strefy produktów reakcji (tzw. reaction produkt region - RPR) o grubości od 40 do 80 mum. W strefach tych wystepowały wydzielenia o kształcie dendrytycznym rozdzielone waskimi kanałami aluminium. Na krawędziach strefy reakcji stwierdzono obecność kolejnej strefy o grubości kilku- kilkunastu-mikrometrów wypełnionej materiałem o jeszcze drobniejszej włóknistej strukturze. Obserwacje mikrostruktury prowadzono z wykorzystaniem mikroskopii transmisyjnej na cienkich foliach wycietych technika FIB zarówno z granic obu stref, oraz z granicy RPR/MgO. Obserwacje te, w powiązaniu z analizą dyfrakcji elektronowych wykazały, że dla MgO wszystkich orientacji dominujace w RPR duże wydzielenia o kształcie dendrytycznym odpowiadaja fazie α- Al2O3. Równoczesnie, analiza dyfrakcji drobniejszych krystalitów zlokalizowanych w pod-strefie ulokowanej na granicach poza centrum RPR wykazała, że mają one budowe charakterystyczna dla spinelu MgAl2O4. Przeprowadzone badania wykazały, że zarówno grubość RPR, a w tym jej pod-strefy drobniejszych wydzieleń na jej obrzeżach, jak też drogą reakcji reprezentowana przez sekwencje i typ wydzielających się faz w czasie oddziaływania ciekłego aluminium jest identyczna dla wszystkich analizowanych monokrystalicznych podłoży MgO, tj. orientacja tych podłoży nie ma wpływu ani na skład fazowy produktów reakcji ani też na kinetykę tego procesu. - Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł