Способ контроля растекаемости расплавов металлов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 111) 2 01 Б 11/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ный о СССР 1978. СССРГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельстУ 785956, кл. С 01 И 11/00Авторское свидетельствоВ 1281604, кл. С 01 И 11/О26.06,84,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАСТЕКАЕМОСТИРАСПЛАВОВ МЕТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к областиисследования растекаемости жидкихрасплавов. Цель изобретения - повышение точности определения растекаемости в тонких слоях, упрощение иускорение нахождения оптимальных толщин расплава и металлизирующей пленки. На огнеупорную горизонтально расположенную подложку наносят металлизирующую пленку переменной толщины,на нее наносят серию полос исследуемого металла с разными толщинами ипосле изотермической выдержки измеряют ширину растекшейся зоны в зависи-.мости от толщины металлизирующей подложки. 2 ил.35 разом. На огнеупорную подложку 1 наносят . металлизирующую пленку 2 переменной толщины, используя, например, термическое испарение и конденсацию на пластинку иэ стекла, кварца или ситалла. Затем на поверхность металлической пленки через щель или систему щелей напыляют пленку исследуемого металла 3 в виде полосы постоянной толщины и ширины (на фиг.1 изображена одна полоса), растекаемость которого определяется. Для этого тоже используют термическое испарение и конденсацию металла через щель, расположенную так, чтобы нанесенная на первый металл полоса располагалась вдоль направления изменения толщины металлизирующей пленки.После этого помещают металлиэированную огнеупорную подложку с нанесенными на нее полосами в печь и 45 50 55 устанавливают температуру выше исследуемого металла, контролируют измеИзобретение относится к способамконтроля физико-химических свойствжидких расплавов и может быть использовано в обработке металлизированныхповерхностей диэлектриков расплавами, 5нанесении жидкофазных покрытий, спекании ультрадисперсных порошков в при.сутствиИ жидкой фазы и других научнотехнических экспериментах, использующих тонкопленочные системы, например в пленочной электронике, планарной технологии, порошковой металлургии.Цель изобретения - повышениеточности определения растекаемостив тонких слоях, упрощение и ускорение нахождения оптимальных толщинрасплава и металлизирующей пленки,На фиг, 1 изображена огнеупорнаяподложка, нанесенная на нее металлизирующая пленка переменной толщиныЪ(г), имеющая линейный размер междупротивоположными краями, равный Ь,и показана одна из нанесенных полос25исследуемого металла, растекаемостькоторого контролируется; на фиг.2кривые зависимости растекаемости хот толщины подложки Ъ при различныхвременах растекания, включая кривуюполного растекания, полученные при ЗОопределении растекаемости одной изполос (система галлий - сплав серебро-галлий),Способ реализуется следующим обнение ширины растекшейся полосы в разных точках г, включая 0 и Е (фиг. 1), соответствующие разным толщинам 9(к) металлизирующей пленки, строят графики х=1(9) для всех полос с различными толщинами Ь,.По графикам определяют оптимальНые условия растекаемости - толщину металлизирующей пленки % металла и толщину Ь, растекающейся полосы (фиг. 1), которым соответствует максимальное растекание х, (фиг.2).При конкретной реализации разработанного способа контроля растекаемости в.тонкопленочной системе жидкий галлий - сплав АяСа.На поверхность тонкой пленки сплава переменной толщины, изменяющейся в пределах 10-50 нм, наносили через щели шириной х,=0,03 см полосы галлия длиной 1,=8 см разной толщины Ь (50-100 нм), располагая их вдоль направления изменения толщины пленки сплава АяСа. Изотермическую выдержку проводили до прекращения растекания во всех точках полосы, Измерения х=Г(Ъ) проводили как после полного растекания, так и при других (меньших) временах растекания.Вид полученных зависимостей х=Г(Ъ) для полосы Са толщиной Ь,=70 нм приведены на фиг.2. Аналогичные зависимости получали и для полос с другими толщннами и,. На основании полученных зависимостей из проведенных экспериментов определяли оптимальные условия растекаемости галлия по поверхности металлизирующих пленок сплавов АСа: толщина металлизирующей пленки , равная 20 нм, и толщина растекающейся полосы галлия Ь равная 70 нм.При этих толщинах слоев расплава и подложки наблюдается максимальная растекаемость х галлия по сплаву АяСа. Максимальное растекание происходило на величину х , : - 120 1,43. 10 см=0,17 см. Из приведенных на фиг, 2 кривых 4,5 и 6 видно, что определить условия растекаемости можно и за более короткое время, чем время полного растекания (положение максимумов на кривых х= =ГЬ) почти не смещается). Но для большей точности все же предпочтительным является установление оптимальных условий растекания иэ кривой полного растекания 7.Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с прототипом, обладает высокой точностью определения условий растекаемости и пригоден, в основном, для тонких пленок.формула изобретенияСпособ контроля растекаемости расплавов металлов, заключающийся в том, что на пластину из огнеупорного материала методом испарения и конденсации наносят металлизирующую пленку, на которую затем наносят исследуемый металл при поддержании температуры подложки, равной температуре плавления исследуемого металла, и регистрируют перемещение границы расплавленного металла, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определениярастекаемости в тонких слоях, упрощения и ускорения нахождения оптимальных толщин расплава и металли 5 зирующей пленки, наносят металлизирующую пленку переменной толщины,а исследуемый металл наносят в видесерии раэнотолщинных полос, сохраняя постоянство толщины вдоль каждойполосы, при этом располагают полосывдоль направления изменения толщиныметаллизирующей пленки, а изотермическую выдержку осуществляют до прекращения растекания расплава металла,15.измеряют ширину растекающейся зоныв каждой точке полосы в зависимостиот толщины металлизирующей пленкиподложки и определяют оптимальнуютолщину исследуемого металла и20 степень его растекаемости,1317321 Составитель В.ВощанкинРедактор В.Ковтун Техред А.Кравчук Коррект екм По Заказ 2415/ ого комитета нии и открыт Раушская н л.Проектная, ц роизводственно-полиграфическое предприятие г,ужго 8 Тир ВНИИПИ Го по дел 113035 Идарствен изобрет ква Ж