Переохлаждение при кристаллизации тонких слоёв сплава Bi + 7% масс. Sn, находящихся в контакте с кристаллической медью

Abstract

В работе представлены результаты изучения влияния условий получения образцов на величину переохлаждения легкоплавкого сплава в многослойных плёнках Cu/(Bi + 7% масс. Sn). Путём прямых insituinsitu электронографических исследований установлено, что отжиг плёнок Cu/Bi, выполняемый перед осаждением слоя олова, увеличивает величину переохлаждения от 65 К в неотожжённых плёнках до 140 К в образцах, отожжённых при 300°С в течение 5 минут. Это связано с последующим диспергированием отожжённых плёнок, происходящим в первом цикле нагрева плёнок Cu/(Bi + 7% масс. Sn). Так, легкоплавкий сплав в неотожжённых образцах присутствует в виде частиц размером более 50 мкм. Кристаллизация таких частиц будет происходить на сторонних центрах. Однако в диспергированных плёнках условия метода микрообъёмов оказываются выполненными, и имеется возможность регистрировать переохлаждения, характерные для контактной пары Cu/(Bi + 7% масс. Sn).

У роботі представлено результати вивчення впливу умов одержання зразків на величину переохолодження легкотопкого стопу в багатошарових плівках Cu/(Bi + 7% мас. Sn). Шляхом прямих іnsіtuіnsіtu електронографічних досліджень встановлено, що відпал плівок Cu/Bі, виконаний перед осадженням шару цини, збільшує величину переохолодження від 65 К в невідпалених плівках до 140 К у зразках, відпалених при 300°С впродовж 5 хвилин. Це пов’язано з наступним дисперґуванням відпалених плівок, що відбувається в першому циклі нагрівання плівок Cu/(Bi + 7% мас. Sn). Так, легкотопкий стоп у невідпалених зразках присутній у вигляді частинок розміром більше 50 мкм. Кристалізація таких частинок буде відбуватися на сторонніх центрах. Однак у дисперґованих плівках умови методи мікрооб’ємів виявляються виконаними, і є можливість реєструвати переохолодження, характерні для контактної пари Cu/(Bi + 7% мас. Sn).

The results of studies of supercooling of the Bi + 7% wt. Sn alloy in multi-layer Cu/Bi/Sn films are presented. The crystallization temperature is determined by direct insituinsitu electron diffraction methods during heating and cooling of the samples. Effects of the distinctions in conditions of samples’ fabrication on both the temperature of supercooling of a low-melting alloy and the pattern of its crystallization are revealed. Annealing of Cu/Bi films at 300°C for 5 minutes, performed before the deposition of the tin layer, increases the supercooling value from 65 K to 140 K. Additionally, because of intermediate annealing, crystallization becomes diffusive instead of avalanche-like one, and crystallization period stretches to a 20 K interval. This is due to the dispersion of the pre-annealed samples that occurs in the first heating cycle of Cu/(Bi + 7% wt. Sn) films.