Equilibrium surface segregation in copper-aluminum alloys has been observed by use of Auger electron spectroscopy (AES) and low energy elsctron diffraction. The alloys studied were solid solutions of aluminum in copper having compositions of 1,5 and 10 at. 'A aluminum. All samples were single crysta
An auger electron spectroscopy study of tin diffusion and surface segregation in aluminium, in the limit of very small concentration
โ Scribed by E. Raffat; D. Aberdam
- Publisher
- Elsevier Science
- Year
- 1979
- Weight
- 797 KB
- Volume
- 27
- Category
- Article
- ISSN
- 0001-6160
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โฆ Synopsis
Equilibrtum surface segregation concentrations have been measured for tm diluted in aluminmm wrth bulk concentrattons of about 2 x 10-s atom per aluminium atom, between 623 and 893 K. MacLean's model fits the experimental results well and gives a segregatton energy q,, = -77 kJ mole-' between 293 K and 623 K. the diffusion coefTictent of tm IS very small and no further segregation IS detectable. The maximum surface enrichment is evaluated to 6 3 x IO". The adsorption energy of tm on aluminmm has been estimated to q,,. = -346 kJ mole-' with the help of the measured segregation energy and of known values for the tin subhmation energy and for the dissolution energy of tin in aluminium in the hmn of small concentrations. Kinettc expertments have been performed between 623 K and 823 K. They are well accounted for by MacLean's analysis for grain boundary segregation. modified for the case of surface segregation.
From these expertments. we have obtarned a measure of the activation energy for diffusion of tin in bulk alumimum. Q = ( 130+ 14.5) kJ mole-' and an order of magnitude for the corresponding frequency factor D,. The results agree wtth those obtained by Anand and Agarwala by a radio-tracer technique. RCwm&-Des experiences de segregatton superficielle a I'tquilibre ont Cte realist% entre 623 K et 893 K sur des echantillons d'aluminmm tris pur dope a environ 0.021, en cuivre et contenant 2 x 10-s atome detain par atome d'alummium (2 x 10eh" .). Une forte segregation d'etain a ttt observt, qui peut itre d&rite par le modtle thtortque de MacLean. On en dtduit une tnergie de tiFegation de -77 kJ mole-' de I'ttain dans I'aluminium. L'enrichissement en surface atteint 6,3 x IO* VCTS 623 K. Pour des temperatures plus basses. le coefficient de diffusion est trop faible pour permettre une augmentation de l'enrichissement. L'energie de segregation ainsi mesurh. permet d'tvaluer a-346 kJ mole-' I'inergie d'adsorption de I'ttain sur I'aluminium a partir de grandeurs thermodynamiques connues. dans la limite des faibles concentrations. Des experiences cmetiques realisees entre 623 K et 823 K ont pu Otre de-crttes par un mod*le de segregation en surface adapte du modtle de segregation aux joints de grains de MacLean. Elles ont permis de mesurer de facon mdirecte I'energte d'activation de diffusion de I'etain dans I'aluminium Q = 130 +_ 14.5 kJ mole-'. Cette valeur est comparable a celle qu'ont obtenue Anand et Agarwala avec des mesures de radiotraceurs Zusammenfassung-OberRRPchensegregatronsexperimente wurden an sehr remem Alumimum. welches 2 x IO-h", Zinn enthllt. ausgefiihrt Die beobachtete starke Segregauon kann durch das theorettsche Model1 von MacLean beschrreben werden und ergibt eine Segregationsenergie des Zinns im Alummium von -77 kJ mole-'. Dte Oberflachenanretcherung erretcht 6.3 x IO" bei 623 K. Bei medrigeren Temperaturen ist der Diffusionskoefficient zu klem urn grbssere Oberfllchenanreicherungen zu ergeben. Aus der so gemessenen Segregationsenergie kann im Fall von germgen Konzentrationen die Adsorptionsenergie mit Hilfe bekannter thermodynamtscher Daten als -346 kJ mole-' berechnet werden. Kmettsche Expertmente wurden zwischen 623 K und 823 K ausgefiihrt. Sie konnten durch ein Obetflachensegregattonsmodell. welches eine Absnderung des Korngrenzensegregationsmodells von MacLean 1st. beschrieben werden. Dte Aktrvierungsenergte fur Volumendithtsron des Zmns tm Alumunum konnte so indtrekt als Q = I30 + 14.5 kJ mole _ ' gemessen werden Dteser wert passt sich dem von Anand und Agarwala durch Radioakttvttatsmessungen erhaltenen gut an.
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