Застосування середньопольового кінетичного методу до опису реакційної дифузії

In this paper we present the results of modeling of the reaction diffusion in fcc structure between pure component A and orderedphase A1B1using the kinetic mean-field method. Theformationtime of the ordered phase A3B1 (incubation time) exponentially depends on the asymmetry of the system. On the base of the kinetic mean-field method the tracer diffusion coefficients in the ordered phase A3B1 weredetermined. Based on the computer experiments and theoretical considerations the constant of phase growth has been determined.Представлені результати моделювання реакційної дифузії у ГЦК структурі  між чистим компонентом А та впорядкованою фазою А1В1 із використанням кінетичного середньопольового методу. Показано, що інкубаційний час експоненційно залежить від асиметрії системи(різниці температур плавлення або енергій зв’язку вихідних компонентів). Вказаним методом вперше визначено коефіцієнти дифузії мічених атомів в упорядкованій фазі А3В1 і перевірені теоретичні передбачення про зв'язок цих коефіцієнтів із константою швидкості росту фази

Influence of Copper Pretreatment on the Phase and Pore Formations in the Solid Phase Reactions of Copper with Tin

The solid-phase reactions of copper with tin are considered, and the porosity of the reaction products depending on the pretreatment of the copper substrate is investigated. Copper substrates for the reaction are prepared by electrodeposition of copper layers with thickness of up to 100 microns on the rolled copper plates. The defects of substrates are determined by the different modes of electrodeposition—stationary, reversible, and stochastic ones. As shown, the thicknesses of the intermediate phases, their ratio, the number and spatial distribution of pores in the reaction products significantly depend on the mode of electrodeposition. The statistical dependences of the pore distribution along and across the interface as well as the characteristics of the roughness of the interface are revealed.Рассматриваются твёрдофазные реакции меди с оловом, и исследуется пористость продуктов реакции в зависимости от предварительной обработки медной подложки. Медные подложки для реакции готовятся путём электроосаждения слоёв меди толщиной до 100 мкм на прокатанные медные пластинки. Дефектность подложек определяется различными режимами электроосаждения: стационарным, реверсивным и стохастическим. Показано, что толщины промежуточных фаз, их соотношение, количество и пространственное распределение пор в продуктах реакции существенно зависят от режима электроосаждения. Установлены статистические зависимости распределения пор вдоль и поперёк интерфейса, а также характеристики его шероховатости.Розглядаються твердофазні реакції міді з циною, та досліджується поруватість продуктів реакції в залежності від попереднього оброблення мідного підложжя. Мідні підложжя для реакції готуються шляхом електроосадження прошарків міді товщиною до 100 мкм на прокатані мідні платівки. Дефектність підложжя визначається різними режимами електроосадження: стаціонарним, реверсним і стохастичним. Показано, що товщини проміжних фаз, їх відношення, кількість і просторовий розподіл пор у продуктах реакції істотно залежать від режиму електроосадження. Виявлено статистичні залежності розподілу пор вздовж і поперек інтерфейсу, а також характеристики його шерсткости

Nucleation and Growth in Nanosystems: Some New Concepts

Review covers some new concepts in theory and modelling of the initial stages of solid-state reactions in thin films, multilayers, nanoparticles, and bulk nanocrystalline materials. The following topics are included: possibility of oscillatory ordering and nucleation in the sharp concentration gradient; criteria of suppression/growth of stable and metastable phases at the nucleation stage; possible nucleation modes in sharp concentration gradient and their competition; competitive nucleation and decomposition in small volumes; criteria of unambiguous choosing the parameters of discontinuous precipitation based on the balance and maximum production of the entropy; formation of nanostructure under uniaxial compression of single-crystalline alloy.Обзор содержит набор некоторых новых концепций в теории и моделировании начальных стадий твердофазных реакций в тонких пленках, мультислоях, наночастицах и в объеме нанокристаллических материалов. Обсуждаются следующие темы: возможность осцилляционного упорядочения и зародышеобразования в поле градиента концентрации; критерий подавления/роста стабильных и метастабильных фаз на стадии зародышеобразования; возможность различных мод зародышеобразования в поле градиента концентрации и их конкуренция; конкурентное зародышеобразование и распад в малых объемах; критерий однозначного выбора параметров ячеистого распада, основанный на балансе и максимуме производства энтропии; формирование наноструктур под воздействием одноосного сжатия монокристаллического сплаваОгляд містить набір деяких нових концепцій в теорії і моделюванні початкових стадій твердофазних реакцій у тонких плівках, мультишарах, наночастинках та в об’ємі нанокристалічних матеріалів. Обговорено наступні теми: можливість осциляційного впорядкування і зародкоутворення в полі градієнта концентрації; критерій пригнічення/росту стабільних і метастабільних фаз на стадії зародкоутворення; можливість різних мод зародкоутворення в полі градієнта концентрації та їх конкуренція; конкурентне зародкоутворення і розпад в малих об’ємах; критерій однозначного вибору параметрів коміркового розпаду, що базується на балансі та максимумі виробництв

Possibility of a shape phase transition for solidification of tin at scallop-like surfaces of Cu6Sn5

International audienceThe possibility of solder-spreading transitions in solidification of solder at a rough rigid intermetallic surface is proven theoretically. Depending on the misorientation of scallops on the interface, one can observe a two-dimensional spreading transition over the scallops or a one-dimensional spreading transition along the triple-junction of two intermetallic compound scallops and liquid solder. The extent of undercooling can be determined not only by different interface energies, but by different angles between neighbouring scallops as well

Simulation of the Tracer Diffusion, Bulk Ordering, and Surface Reordering in F.C.C. Structures by Kinetic Mean-Field Method

Tracer diffusion and ‘chemical’ (atomic) ordering processes in two face-centred cubic (f.c.c.) binary systems mimicking Ni3Al and FePt were simulated by means of the kinetic mean-field (KMF) method originally proposed by G. Martin in 1990.В роботі розглядається моделювання дифузії значених атомів і процесу «хемічного» (атомового) впорядкування в двох бінарних системах з гранецентрованою кубічною (ГЦК) структурою Ni3Al та FePt із використанням середньопольової кінетичної методи (KMF), запропонованої Ж. Мартаном у 1990 р.В работе рассматривается диффузия меченых атомов и процесс «химического» (атомного) упорядочения в двух бинарных системах с гранецентрированной кубической (ГЦК) структурой Ni3Al и FePt с использованием среднеполевого кинетического метода (KMF), предложенного Ж. Мартаном в 1990 г

Thermodynamics of Void Nucleation in Nanoparticles.

International audienc

Cu3Sn suppression criterion for solid copper/molten tin reaction

International audienceThe formation of Cu3Sn phase in the soldering reaction is believed to be harmful for the reliability of solder contacts on account of Kirkendall voiding in the compound. In this study, a criterion for the suppression of the growth of this phase by the fast growing scallop-like Cu6Sn5 compound is presented. The average thickness of the η-Cu6Sn5 phase above which the ε-Cu3Sn phase starts to grow as a continuous layer at the Cu/Cu6Sn5 interface during liquid Sn/solid Cu interaction has been evaluated from thermodynamic and kinetic considerations