鈷鈦矽三元平衡相圖及其擴散反應之研究

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Title:	鈷鈦矽三元平衡相圖及其擴散反應之研究
Authors:	周志誠;Zhe-Chen Yu
Contributors:	機械工程研究所
Keywords:	鈷鈦矽三元相圖
Date:	2000-07-04
Issue Date:	2009-09-21 11:33:18 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	本論文重新以實驗測定鈷鈦矽三元系統在950oC之三元平衡相圖，同時對鈷鈦矽之擴散與反應行為做探討。在鈷鈦矽三元相圖的研究中，本論文利用粉末X光繞射(XRD)、電子微探儀(EPMA)及金相觀察等分析方法來測定950oC鈷鈦矽三元相圖。實驗結果確認了文獻中有疑問的相Co2Si13Ti5事實上為Co10Si63Ti27。此外，對於文獻之相圖亦做了多處的修正。在固態擴散反應部份，利用EPMA line-scan進行反應後濃度分布之分析。以鈷箔(100 mm)、鈦箔(25 mm)及矽單晶進行Co/Ti/Si三元系統之擴散反應，將樣品置於真空(<10-5 torr)中進行800oC下12~120小時，以及900oC下60和120小時之熱處理。分析結果，兩種溫度的擴散反應層都相當的複雜，800oC最後的擴散結果會在Si表面生成Co7Si64Ti29；900oC最後的擴散結果會在Si表面生成CoSi2。此外，亦將樣品置於Ar氣氛下進行800oC、10小時之熱處理，得到的擴散層反應情況與真空中反應的結果類似。為了進一步探討Ti在薄膜反應中扮演的角色，我們以濺鍍的方法在Si單晶上鍍上鈦的厚膜(5 mm)，接著再與Co箔(100 mm)進行Co/Ti/Si三元系統之擴散反應，將樣品置於真空中進行800及900oC下20~60小時之熱處理。分析結果，兩種溫度的擴散反應層多數僅得到TiSi2，僅少數部份有Co/Ti/Si三元的擴散反應。最後，以CoTi合金和Si單晶進行CoTi/Si三元系統之擴散反應。將樣品封於真空(5 mtorr)石英管中，進行900oC下60和120小時以及950oC下300和500小時之熱處理。分析結果，950oC的擴散反應層會得到CoSi2。最後，將擴散反應之結果與Co-Ti-Si三元相圖做對照，並由此歸納出Co/Ti/Si三元系統之擴散路徑。
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