錫鋅銲錫合金之電致富鋅相溶解與過飽和現象

Abstract

本研究係觀察錫鋅銲錫合金薄帶於通電狀態下之富鋅相微結構變化，首先以臨場X光繞射分析各電流密度通電下(2000~8000A/cm2)之富鋅相的晶格變化，於各電流密度下積分強度皆先急遽上升而後下降，在電流密度高於6000A/cm2時，積分強度下降最為嚴重，下降至0，晶格遭受嚴重破壞，而通電瞬間Zn(002)的應變量即超過0 2%，應變值在電流密度8000A/cm2甚至高達0 5%，表示電子風擾動晶格結構之能量非常大，使通電中之晶格承受高應變，以TEM分析計算，發現鋅晶粒內部的差排密度會高達1018m-2，高於傳統金屬在冷加工後的差排密度二到三個數量級，顯示大量電子風重擊使得晶面被嚴重扭曲並且產生大量差排。而後以造成晶格嚴重變化之電流密度(8000A/cm2)施予薄帶通電，觀察通電後之富鋅相的微結構變化，其中明顯發現有富鋅相溶解之行為，本研究歸類為三種機制:晶界溶解機制(Grain boundary dissolution)、異向性溶解機制(Anisotropic dissolution)、六方表面溶解機制(Hexagonal surface dissolution)，此三種機制都與晶界、次晶粒晶界有關，晶界處有大量差排存在，此處的原子排列相對於晶粒內部較不規則，能量相對較高，原子容易移動，故孔洞首先會在晶界處成核，而三種機制之行為差異可能是受於本身晶粒取向或晶粒間取相所影響。通電使富鋅相溶解進入錫基地相中，通電初期各區域鋅濃度增加但差異不大，持續通電後陽極端除了此區富鋅相溶解外，也有從陰極端電遷移之通量，而使鋅濃度高於陰極端，電流導致富鋅相溶解，使錫基地相呈現鋅過飽和現象，鋅之濃度可達4~5wt%。

Date of Award	2015 Jul 31
Original language	Chinese
Supervisor	Kwang-Lung Lin (Supervisor)