Abstract
The oxidation behavior of Ag-36.8a%Cu-7.4at%Ti alloy brazed on Si3N4 substrate was investigated at 400, 500 and 600$^{\circ}C$ in air. Under this experimental condition Si3N4 and Ag were not oxidized whereas Cu and Ti among the brazing alloy components were oxidizied obeying the parabolic oxidation rate law. The activation energy of oxidation was found to be 80kj/ mol which was smaller than that of pure Cu owing to the presence of oxygen active element of Ti. The outer oxide scale formed from the initial oxidation state was always composed of Cu oxides which were known to be growing by the outward diffusion of Cu ions. As the oxidation progressed the concentration gradient occurred due to the continuous consumption of Cu as Cu oxides and consequently build-up of an Ag-enriched layer below the Cu oxides resulted in the formation of multiple oxide scales composed of Cu oxide (CuO) /Ag-enriched layer/Cu oxide (Cu2O) /Ag-enriched layer. Also the inward diffusing of oxygen through Cu oxide and Ag-enriched layers led to the formation of internal oxides of TiO2.
Ag-36.8a%Cu-7.4at%Ti 조성의 브레이징 합금을 Si3N4 기판위에 브레이징한 후 브레이징 합금의 산화거동을 대기중 400, 500, 600$^{\circ}C$에서 조사하였다. 브레이징 합금의 구성원소인 Ag는 산화되지 않고 Cu와 Ti가 산화되며, 산화거동은 포물선적 산화법칙을 따랐다. 브레이징 합금의 산화에 따른 활성화에너지는 80kj/ mol 으로서 소량 첨가된 활성원소인 Ti에 의하여 순수한 Cu의 산화시 활성화에너지보다 감소하였다. 산화 초기에 생성되는 외부산화물은 Cu이온의 외부확산에 의해 성장이 지배되는 Cu산화물로 구성되어 있었다. 산화기간이 경과함에 따라 외부산화물층 아래에서 Cu의 농도는 감소되고 Ag의 농도는 증가하는 농도구배가 발생하여, 브레이징 합금의 산화물은 Cu산화물층(CuO)/Ag잉여층/Cu산화물층(Cu2O)/Ag잉여층의 다층구조를 갖았다. 또한, 분위기중의 산소는 Cu산화물 및 Ag잉여층을 통해 브레이징 합금 내부로 확산되어 브레이징 합금내의 Ti와 반응하여 내부산화물 TiO2를 생성하였다.
