Surface Segregation of Sulfur in Ti and Ti - Aluminide Alloys

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Auger electron spectroscopy(AES), ion scattering spectroscopy(ISS), secondary ion mass spectrometry(SIMS) 등을 사용하여 시료의 온도를 20℃에서 1000℃까지 변화시키면서 고순도 Ti 다결정과 Ti-aluminide 합금에서 황의 표면석출 현상을 조사했다. 400℃ 이상에서 Ti 다결정 표면의 산소, 탄소 성분은 사라지고 황 성분은 0.5 단층까지 증가되었다. 400℃ 이하에서는 표면의 산소와 탄소가 황이 표면석출될 자리를 점유함으로써 황의 표면석출 현상에 큰 영향을 주었다. 다결정 Ti에서 황의 표면석출 활성화 에너지는 단결정 Ti에서 황의 표면석출 활성화 에너지보다 아주 적은 16.7kcal/m이었다. 따라서 다결정 Ti에서 황의 표면석출은 결정경계나 결함 확산기구를 따른다고 생각된다. Ti-aluminide 합금에서는 알루미늄이 표면으로 석출되어 높은 온도에서도 산소를 표면에 보유함으로써 황의 표면석출 현상에 영향을 주었다. 알루미늄의 양이 비교적 많은 γ합금인 경우 1000℃ 근방에서도 표면에 많은 양의 산소가 존재했으며 이로 인하여 표면에 석출된 황의 양도 가장 적었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The segregation of S in electrotransport-purified polycrystalline α-Ti and Ti-aluminide alloys has been studied by Auger electron spectroscopy(AES), Ion scattering spectroscopy(ISS) and Secondary ion mass spectrometry(SIMS) in the temperature range extending from 20 to 1000℃. The chemisorbed oxygen and carbon on Ti were observed to disappear at T>400℃ after which the S signal increased to levels approaching 0.5 monolayer. At lower temperatures the presence of the surface oxygen and carbon appeared to inhibit the segregation, presumably because there were no available surfaces sites for the S emerging from the bulk. The activation energy for the S segregation in pure polycrystalline Ti was determined to be 16.7 kcal/mol, which, when compared to S segregation from single-crystal Ti, is quite small and suggests grain boundary or defect diffusion segregation kinetics. In the Ti-aluminide alloys, the presence of Al appeared to enhance the retention of surface oxygen which, in turn, substantially reduced the S segregation. The γ alloy, with its high Al content, exhibited the greatest retention of surface oxygen and the smallest quantity of the S segregation(T∼1000℃).

목차 (Table of Contents)

• Abstract
  
• 요약
  
• 1. Introduction
  
• 2. Materials
  
• 3. Experimental
  
• 4. Results and discussion
  
• 5. Conclusions
  
• Acknowledgements
  
• References