5V o l . 18 N o . 4 李 晓红等 :高含 C u量 M o 一 C u合金的液相烧结 . 3 3 1 . d O . H R B 表 1 C u液在 M 板上 的O 平衡润湿角 0 nU 只09 0 ō / ù 6 国名H 叭 岁飞 4 0 L - - - - -巨J - - - - - . . . . 甲 -~ J 目一 ~ 目 一 J一一 ~ - J 1 1 5 0 12 0 0 12 5 0 1 30 0 13 5 0 14 0 0 口℃ 日 ( / 。 ) 1 2 0 0 2 O 1 26 0 l 4 1 3 2 0 0 图 1 不 同温 度烧 结 M O 一 C u的相对 密度 (d 和) 硬度值似 R B ) 着 烧 结温 度 的升 高 , C u 液 流 动 能力 增 大 , 伴 随 润湿 角 减 小 , 空 隙 被填 充 和 颗粒 重 排 得 以 充 分 进 行 , 使 烧 结 密度 和 硬 度 上升 . 温度 继 续 升高 , 由于 液相 C u 的流 动性 过大 , 粘 结 相 C u 的 聚集 , 使 粘 结 相 c u 分 布 不 匀 以 及 M 。 颗 粒 球化 和产 生 聚合 长 大 , 所 以 烧 结 温度 过 高 时 密度 和 硬 度 又 有 所 下 降 . 该 现 象 在 高 密 度 合 金 的 烧 结 中 也 同 样 存 在 , 如 w 一 N i 一 c u 一 s n[ 2] 和 W 一 C u 一 iN 3[] 的烧 结 过程 . .2 2 烧结组 织 低 温 平衡 态 C u 、 M O 两元 素 完全 不互 溶 , 仅 当温 度 高于 C u 的熔 点时 , M O 在 C u 中有 少量 溶 解 . 任 何 温度 下 M o 、 C u 相 互 间不 能形 成 中 间相 14] . 在液 相烧 结 时 只有较 轻微 的溶解 一析 出现 象 , 故 烧结 过 程 晶粒长大倾 向小 , 合 金 晶粒 细小 , 且组 织均 匀 ( 见 图 Z.a) 作 者 对 不 同温 度 烧 结 试 样 的不 同部 位 , 做 了几 十个 点微 区 电子 探 针 元 分 析 (E D X A ) , 图 Zd 中列 出的仅 仅是 对 应 图 c2 的部 分测 试 结果 , 得 出 M o 晶粒 表 面存 在 由纯 M o 元 素到 纯 粘结 相 C u 的 浓度 梯度 过 渡层 . .2 3 过渡 层形 成机制 高倍下 的 T E M 照 片 ( 图 Z c) 可清 晰地观 察到过 渡层 的形态 与分 布 . 浓度 过 渡层 的形 成是 由于 以 下 机制 : 液 相 中 , 大 小不 同的 M 。 颗 粒具 有 不 同 的溶 解度 . 溶 解 后 的小 颗粒 通 过液 相 扩 散到 大 颗粒表 面析 出 , 进 行所 谓 的 “ o s wt al d 粗 化 51[ 过程 使 M o 颗粒 长 大 , 该 过程 的进 行在 液 相 中形 成 M O 元 素从 小 颗 粒表 面 到 大颗 粒 表 面 扩 散 的 动态 浓 度梯 度 分 布 ; 同 时 , M o 颗粒 本身尖角 部 分 也可 能 产生 溶 解 并 向大 曲率 表 面迁 移 . 由于 M O 一 M o 间 的亲 和力 较 M O 一 C u 间 的大 , 以 及 M o 一 c u 的混合 嫡 为正 值 v[] , 液 相 中 的 M o 元 素 应主要 分 布在 M o 颗 粒 表面 附 近 . 这 种 高温下 M O 元素 在 液相 C u 中的溶解 是 一种 亚 稳态 . 当降温 时 , 溶 解 M O 依 托 M o 颗 粒 表 面 , 由降低 自由能 驱 动 , 以 非 均质 方 式 在 M o 颗 粒 表 面 沉 淀析 出并 长大 . 冷 速较 快 时 , 未能 扩 散至 M O 颗粒 表 面 的部分 , 可 能 在 C u 中 以点 状 形式 析 出 , 因此在 粘结 相 中存 在极 细 小 的球 形 M O 质 点 ( 见 图 2b 和 c2 ) . 同时 , E D x A 的 分 析结 果 不能 排 除 由于 冷速 较 快 , 溶 人 C u 部 分 的M O 未 能及 时 扩散 析 出 , 浓度 过 渡层 组织 可 能也 包含 了 M O 元 素 在粘 结相 C u 中固