王涛，谷岩,2

直流电作用下Cu在Sn熔体中的溶解动力学以及界面反应

王涛1，谷岩1,2

（1.长江师范学院 材料科学与工程学院，重庆 408100；2.吉林大学 材料科学与工程学院，长春 130022）

在微观尺度上解析直流电场对金属液/固界面溶解动力学和界面反应的本征影响。在237～312 ℃温度范围内对电流作用下Cu/Sn/Cu液固界面进行显微结构的表征及溶解动力学的计算。施加直流电时，Cu的溶解速率在阴极端显著增大，而在阳极端则受到抑制。相应地，由于Cu的迁移速度较快，大量阴极Cu迁移至阳极端，使其附近形成大量的金属间化合物。计算了10 A电流作用下阴极Cu的溶解激活能，其数值约为不通电流情况下的一半。直流电的施加显著降低了Cu在Sn熔体中的溶解激活能，而电迁移力是促进Cu扩散的主要原因。

直流电；电迁移；溶解动力学；界面反应

近年来，利用直流电场调控金属熔体与金属固相之间界面行为的技术在工业生产中得到了越来越广泛的应用。例如，在放电等离子体烧结（Spark Plasma Sintering，SPS）工艺中，脉冲直流电的引入是导致粘结相瞬间液化，从而促进烧结的直接原因。与传统烧结工艺相比，烧结体中的液/固微界面在脉冲电流场作用下产生的交互作用使烧结进程得以在常温下瞬时完成，并且制备完成的体相通常能够获得更为优异的力学性能[1-7]；在自蔓延燃烧合成（Self-propa­gating High-temperature Synthesis，SHS）进程中，耦合电流场往往能够显著地提升燃烧的效率和反应速度[8-10]；在轧制过程中，施加脉冲电流也可有效降低位错激活能，促进位错的移动，控制再结晶速率，以获得综合性能更加优良的型材[11-13]；……