Metastable evaporated thin films of CuAg AND CoAu alloys—II kinetics of the transformations

✍ Scribed by S Mader; A.S Nowick

• Publisher: Elsevier Science
• Year: 1967
• Weight: 986 KB
• Volume: 15
• Category: Article
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(67)90194-0

✦ Synopsis

The kinetics of the two stages in the transform&ion of an amorphous vapor-quenched alloy to the equilibrium two-phase state are studied in detail. The first stage, which involves the crystallization of the amorphous phase, is interpreted in terms of the classical theory of nucleation and growth. For Co-Au, the measured activation energy of 1.40 eV, is made up of a diffusion activation energy of 1.31 eV and a term IF*/4 = 0.09 eV, where W* is the barrier height for nucleation at the transformation temperature (430'K). The corresponding numbers for Cu-Ag are 1.20, 1.12 and 0.08 eV (at 370'K). With the aid of thermodynamic data for the Cu-Ag system, a value of 115 ergs/cm2 for the surface energy of the emorphous-crystalline interface is obtained. This agrees with values derived from the solidification of small droplets. The second stage can be interpreted as a spinodal decomposition process. It shows very nearly first order reaction kinetics, with activation energies of 1.65 eV for Co-Au and 1.43 eV for Cu-Ag, and a frequency factor y0 -10ra set-I. FILMS MINCES DE NATURE METASTABLE DES ALLIAGES Cu-Ag ET Cu-AU OBTENUS PAR EVAPORATION-II. CINETIQUE DES TRANSFORMATIONS Lea auteurs etudient en d&oil la cinetique de la transformation en deux &apes vers 1'Qtat d'equilibre biphase dun alliage amorphe obtenu per trempe 8, partir de la phase vapeur. La premiere &ape, qui inclut la cristallisation de la phase amorphe, s'interprete en fonction de la theorie classique de germination et de croissanoe. L'energie d'activation mesurable pour Co-Au (1,4 eV) se compose de l'energie d'activation et de diffusion 1,31 eV et du terme IF*/4 = 0,09 eV ot W* correspond B la hauteur du seuil de germination A la temperature de transformation de 430°K. Lea valeurs correspondantes pour Cu-Ag sont 1,20 -1,12 et 0,08 eV (A 370'K). A l'aide des don&es thermodynamiques relatives au systeme Cu-Ag on peut oalouler que l'energie superlicielle de l'interface phase amorphe-phase cristalline 8, une vrtleur de 115 ergs/cm2. Cette valeur eat en accord avec celle que l'on deduit de l'etude de la solifification de gouttelettes. La seconde &ape peut 6tre consideree comme un processus de decomposition du type spinodal, elle possede une cinetique qui eat tres proche d'une reaction du premier ordre, avec des energies d'activation de 1,65 eV pour Co-Au et 1,43 eV pour Cu-Ag et un facteur de frequence y0 N lOi see-I. METASTABILE DUNNE AUFDAMPFSCHICHTEN VON Cu-Ag-UND Co-Au-LEGIERUNGEN-II. KINETIK DER UMWANDLUNGEN Die Kinetik der beiden Umwandlungsstufen einer emorphen, &us der Dampfphase abgeschreckten Legierung in einen zweiphasigen Gleichgewichszustand wird eusfuhrlioh untersucht. Die erste Stufe, welche mit der Kristallisation der amorphen Phase verbunden ist, wird nach der klassisohen Keimbildungs-und Wrtchstumstheorie interpretiert. Fur Co-Au setzt sich die gemessene Aktivierungsenergie van 1,40 eV aus einer Diffusionsaktivierungsenergie van 1,31 eV und einem Term W*/4 = 0,09 eV zusammen, wo W* die Energieschwelle fur die Keimbildung bei der Umwandlungstemperatur (430°K) ist. Die entsprechenden Werte fur Cu-Ag sind 1,20, 1,12 und 0,08 eV (bei 370°K). Mit Hilfe thermodynamisoher Daten fur das System Cu-Ag erhiilt man einen Wert van 115 ergs/cm* fur die Oberfliichenergie der Grenzfliiche amorphkristallin. Dies stimmt mit Werten iiberein, die aus dem Erstarren kleiner Tropfchen ermittelt wurden. Die zweite Stufe kann ala ein spinodaler Entmischungsprozetl gedeutet. Sie zeigt in guter Niiherung eine Kinetik erster Ordnung, mit Aktivierungsenergien van I,65 eV fur Co-Au und 1,43 eV fur Cu-Ag und einem Frequenzfaktor v,, N 1Or2 set-i.