FİZİKSEL METALURJİ SORULARI (BÖLÜM 3) 1) Bir wolfram-iridyum difuzyon çiftinde mikroyapı ile bileşimin uzaklıkla değişimi Şekil 1’de verilmektedir. Mikroyapıda koyu olan bölgeler ara yüzeyi göstermektedir. Wolfram ve iridyum mikroyapıda gösterilmiştir. Difuzyon çifti oluşturan malzemeler % 100 saf malzemelerden seçilmiştir. 400 saat için 1995oC’de difuzyona uğratılırsa % 42 iridyum yüzdelerinde yüzey konsantrasyonu ne olur? İridyumun wolfram içindeki difuzyon katsayısı 1.1 sn2/cm ve aktivasyon enerjisi 115 kcal/mol’dur. (1 inç=2.54 cm, R=2). Hata fonksiyonları Tablo 1’de verilmiştir. Şekil 1. Bir wolfram-iridyum difuzyon çiftinde mikroyapı ile bileşimin uzaklıkla değişimi Tablo 1. Hata fonksiyonları X erf X 0 0 0.025 0.0282 0.05 0.0564 0.10 0.1125 0.15 0.1680 0.20 0.2227 0.25 0.2763 0.30 0.3286 0.35 0.3794 0.40 0.4284 0.45 0.4755 0.50 0.5205 X 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.0 1.1 1.2 erf X 0.5633 0.6039 0.6420 0.6778 0.7112 0.7421 0.7707 0.7970 0.8209 0.8427 0.8802 0.9103 X 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 erf X 0.9340 0.9523 0.9661 0.9763 0.9838 0.9891 0.9928 0.9953 0.9981 0.9993 0.9998 0.9999 2) Bir saf bakır çubuk ile %29.4 Zn-%70.6 Cu çubuk Şekil 2’deki gibi birleştirilerek bir difüzyon çifti oluşturulmaktadır. Daha sonra 800°C’de 5 saatte bir tavlama işlemi sonunda bu Cu-Cu/Zn çubuğunun üzerinde gösterildiği gibi X=0 olmak üzere, çinko dağılımının bu uçtan olan uzaklığa bağlı olarak değişimi Tablo 2’de verilmiştir. Tablo 1’de z-erfz ilişkisi verilmiştir. Buna göre Zn’ nun Cu içerisindeki yayınma katsayısını bulunuz. X=0 Şekil 2. Difuzyon çifti Tablo 2. Difüzyon mesafesine bağlı olarak değişen konsantrasyon profili X (cm) At % Zn X (cm) At % Zn 0.1495 29.1 0.3965 20.1 0.1895 28.8 0.4315 14.7 0.2415 27.9 0.4495 8.8 0.3075 26.5 0.4645 4.4 0.3406 25.0 0.4815 1.5 0.3655 23.5 0.5005 0.3 3) Silisyum (Si), Bizmut (Bi) ile 1100oC ve 20 dak. da difuze edilmektedir. Difuzyon mesafesi 1 µm ve numunedeki Bi’un toplam miktarı 2x1015 atom/cm2 olarak ölçülmüştür. Boltzmann sabiti k=8.6x10-5 eV/K, Do=396 cm2/sn ve EA=4.12 eV dur. Lineer yaklaşımı kullanarak, a) Difuzyon katsayısı nedir? b) Yüzey konsantrasyonu nedir? c) Q=(2Cs√Dt)/√π formülünü kullanrak 10 dak sonra Si ile karşılaşan toplam dopant sayısını (Q) hesaplayınız. d) Diğer numune 1200oC ve 20 dak. da aynı işleme tabi tutulmaktadır ve yüzey konsantrasyonu değişmemiş olarak kalmaktadır fakat difuzyon mesafesi 4 kat artmaktadır. Bu durumda toplam Bi miktarı nedir?
© Copyright 2024 Paperzz
