Competition of Voiding and Kirkendall Shift during Compound Growth in Reactive Diffusion–Alternative Models

Abstract

The simultaneous growth of both the phase-layer thickness and the void sizes during the intermetallic-compound formation with different mobilities of components and with a narrow concentration-range of homogeneity is described. This is done with account of competition for extra vacancies between dislocation steps and interfaces (K-sinks leading to Kirkendall shift) and voids (F-sinks providing Frenkel voiding). Three alternative models for three alternative places of preferential voids’ formation are formulated and compared. Possibilities of control over Kirkendall shift versus Frenkel voiding competition are discussed.

Описано одночасний ріст товщини прошарку фази та розмірів пор у процесі формування інтерметалевої сполуки у системі з відмінними рухливостями компонентів і з вузьким концентраційним інтервалом гомогенности. При цьому враховано конкуренцію зайвих вакансій між дислокаційними сходинками та міжфазними інтерфейсами (K-стоками, які приводять до Кіркендаллового зміщення) і порами (F-стоками, які забезпечують Френкелеве пороутворення). Запропоновано і порівняно три альтернативні моделі для трьох альтернативних місць переважного зародження пор. Обговорюються можливості контролю конкуренції Кіркендаллового зміщення і Френкелевого пороутворення.

Описан одновременный рост толщины слоя фазы и размеров пор в процессе формирования интерметаллического соединения в системе с различными подвижностями компонентов и с узким концентрационным интервалом гомогенности. При этом учтена конкуренция избыточных вакансий между дислокационными ступеньками и межфазными интерфейсами (K-стоками, которые приводят к киркендалловскому смещению) и порами (F-стоками, обеспечивающими порообразование по Френкелю). Проведён сравнительный анализ трёх альтернативных моделей для трёх альтернативных мест преимущественного зарождения пор. Обсуждаются возможности контроля конкуренции киркендалловского смещения и порообразования по Френкелю.