Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 1

Effect of topography on wettability of rapidly solidified Al-In alloys

10.15199/48.2016.01.37

nr katalogowy: 96023
10.15199/48.2016.01.37

The wettability of rapidly solidified foils of Al-In alloys containing up to 4.7 at.% of In was investigated by means of sessile-drop method and atomic force microscopy. It was found that In significantly changes wetting properties of pure Al from a hydrophobic behaviour to a hydrophilic one. The effect of topography on the wetting properties of nano-rough foils demonstrates that an increase in In content up to 0.7 at.% resulted in a transition from a homogeneous to a heterogeneous wetting behaviour when decreasing the roughness of the surface makes it more hydrophilic. Streszczenie. Zwilżalność szybko skrystalizowanych foli stopu Al-In zawierających In do 4,7 at.% została zbadana za pomocą metody "siedzącej kropli" oraz mikroskopii sił atomowych. Określono, że dodatek In znacząco zmienia właściwości zwilżające czystego Al z hydrofobowych na hydrofilowe. Wpływ topografii na właściwości zwilżające nano-chropowatych folii przedstawia, że wzrost zawartości In do 0,7 at.% skutkuje w zmianie właściwości zwilżających z homogenicznych na heterogeniczne oraz zwiększająca się chropowatość powierzchni powoduje, że stają się one hydrofilowe. (Wpływ topografii powierzchni na zwilżalność szybko skrystalizowanego stopu Al-In). Keywords: Wetting, rapid solidification, Al-In alloy, AFM. Słowa kluczowe: Zwilżalność, szybka krystalizacja, stop Al-In, AFM. Introduction Surface microstructure and its wetting characteristics have been the subject of extensive study of metals in a wide range of industrial applications (spray quenching, soldering etc.) and microelectronics. In particular, a lot of attention has been paid to wettability behaviour of aluminium-based alloys [1-3] due to its high thermal and electrical conductivity, low specific weight, low contact resistance as well as non-toxicity and beneficial effects of small amounts of alloying elements on electrochemical properties. Therefore, both from the scientific point of view and the technical side[...]

Bibliografia

[1] Liu W., Sun L., Luo Y., Wu R., Jiang H., Chen Y., Zeng G., Liu Y. Facile transition from hydrophilicity to superhydrophilicity and superhydrophobicity on aluminum alloy surface by simple acidetching and polymer coating, Appl. Surf. Sci., 280 (2013), 193-200
[2] Mohamed A.M.A., Abdullah A.M., Younan N.A. Corrosion behavior of superhydrophobic surfaces: A review, Arabian Journal of Chemistry, (2014) doi:10.1016/j.arabjc.2014.03.006
[3] Sommers A.D., Jacobi A.M. Creating micro-scale surface topology to achieve anisotropic wettability on an aluminum surface, J. Micromech. Microeng., 16 (2006) 1571-1578 154 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 92 NR 1/2016
[4] Bizi-Bandoki P., Benayoun S., Valette S., Beaugiraud B., Audouard E. Modifications of roughness and wettability properties of metals induced by femtosecond laser treatment, Appl. Surf. Sci., 257 (2011) 5213-5218
[5] Lee C., Cho H., Kim D., Hwang W. Fabrication of patterned surfaces that exhibit variable wettabilityranging from superhydrophobicity to high hydrophilicityby laser irradiation, Appl. Surf. Sci., 288 (2014) 619-624
[6] Tashlykova-Bushkevich I.I., Change of surface structure (morphology and roughness) of rapidly solidified foils of aluminium through Fe alloying, J. Surf. Invest. X-Ray, Synchrotron and Neutron Tech., 7 (2010) 105-112 (in Russian)
[7] Herlach D.M., Galenko P., Holland-Moritz D. Metastable Solids from Undercooled Melts, in Pergamon Materials Series, edited by R. Cahn, Elsevier, Amsterdam, 2007, 432 p.
[8] Tashlykova-Bushkevich I.I., Patterns of concentration-depth profiles in melt-substrate quenched aluminium alloys, Proc. 12th Int. Conf. on Aluminium alloys, edited by S. Kumai, O. Umezawa, Y. Takayama, T. Tsuchida and T. Sato (The Japan Inst. Light Metals, Yokohama, Japan, 2010) 1800-1805
[9] Tashlykova-Bushkevich I.I. Effects of thermal treatment on microstructure of rapidly solidified Al-2.1 at % Mn alloy studied by RBS technique, J. Alloys Compd., 478 (2009) 229-231
[10] Tashlykova-Bushkevich I.I., Shepelevich V.G. Dope depth distribution in rapidly solidified Al-Ge and Al-Me (Me = Fe, Cu, Sb) alloys, J. Alloys and Compd., 299 (2000) 205-207
[11] Kailasam S.K., Murarka S.P., Glicksman M.E. Investigation of Aluminum-Indium Alloys for Interconnect Applications, J. Electrochem. Soc., 147 (2000) 4318-4323
[12] Gancarz T., Pstruś J., Fima P., Mosińska S. Thermal properties and wetting behavior of high temperature Zn-Al-In solders, J. Mater. Eng. Perform., 21 (2012) 599-605
[13] Miroshnichenko S.I. Quenching from the Liquid State, Metallurgiya, Moscow, 1982, 168 p. (in Russian)
[14] SurfaceXplorer (Microtestmachines, 2012), http://microtm.com .
[15] Tashlykov I., Turavets A., Zukowski P., Acta Phys. Pol. A 123, (2013) 840-842
[16] Gennes P.-G., Brochard-Wyart F., Quere D. Capillarity and Wetting Phenomena: drops, bubbles, pearles, waves, Springer, New York, 2004, 287 p.
[17] Rahimi M., Fojan P., Gurevich L., Afshari A. Effects of aluminium surface morphology and chemical modification on wettability, Appl. Surf. Sci. 296 (2014) 124-132
[18] Lu B., Li N. Versatile aliminum alloy surface with various wettability, Appl. Surf. Sci. 326 (2015) 168-173
[19] Bewig K.W., Zisman W.A. The wetting of gold and platinum by water, J. Phys. Chem. 69 (1965) 4238-4242
[20] Gajewski A. Contact angle and sessile drop diameter hysteresis on metal surfaces, Intern. J. Heat and Mass Transfer. 51 (2008) 4628-2636
[21] Wenzel R.N. Resistance of solid surfaces to wetting by water, Ind. Eng. Chem. Res. 28 (1936) 988-994
[22] Wenzel R.N. Surface roughness and contact angle, J. Phys. Chem. 53 (1949) 1466-1467
[23] Derjaguin B.V. On the dependence of the contact angle on the microrelief or roughness of a wetted solid surface, Dokl. Akad. Nauk USSR 51 (1946) 361-364 (in Russian)
[24] Cassie A.B.D., Baxter S. Wettability of porous surfaces, Trans. Faraday Soc. 40 (1944) 546-551
[25] Tashlykova-Bushkevich I., Amati M., Ryabuhin O., Aleman B., Gregoratti L., Kiskinova M., Shepelevich V.G. Surface segregation of chromium in rapidly solidified Al studied by RBS and SPEM, Proc. 10th Int. Conf. Interaction Radiation with Solids, edited by S.V. Ablameyko (Belarusian State Univ., Minsk, Belarus, 2013) 333-335
[26] Tashlykova-Bushkevich I.I., Amati M., Aleman B., Gregoratti L., Kiskinova M., Shepelevich V.G. Scanning photoelectron microscopy study of microstructure and chemical composition effects on hydrogen behaviour in rapidly solidified Al alloys. Proc. 2nd Intern. Conf. Applied problems of optics, informatics, radiophysics and condensed matter physics, edited by V.I. Popechits and Yu.I. Dudchik (Ministry of Education of the Republic of Belarus, Minsk, Belarus, 2013) 242-245
[27] Murakami D., Jinnai H., Takahara A. Wetting transition from the Cassie-Baxter state to the Wenzel state on textured polymer surfaces, Langmuir 30 (2014) 2061-2067

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 96023 "Effect of topography on w..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-12 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2016-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma