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Journal of thermal analysis

, Volume 29, Issue 4, pp 701–710 | Cite as

Influence of composition on the thermal behaviour of chemically deposited nickel-phosphorus alloys

  • E. Lanzoni
  • G. Poli
  • G. Centi
Article

Abstract

The thermal behaviour of a series of Ni-P alloys obtained by electroless plating from chloride-glycollate solutions at different pH values was studied by means of DSC analysis and X-ray diffraction.

Alloys of composition up to Ni78P22 are microcrystalline or partially amorphous, depending on the P content; on heating up to 773 K, the amorphous phase is transformed into an equilibrium mixture of Ni and Ni3P crystals.

Most of the alloys crystallize in two exothermic stages, these occurring ever closer to each other as the P concentration approaches the eutectic value; the alloys with near-eutectic compositions are the only ones crystallizing in one stage.

The first thermal effect in hypo-eutectic alloys is due to the separation of Ni crystallites from the primary amorphous phase and/or to the growth of pre-existing solid-solution crystals; the second one is due to the crystallization of intermediate amorphous phase into Ni3P plus Ni. The first stage of crystallization in hyper-eutectic alloys corresponds to the formation of randomly-oriented Ni3P crystals, while in the second one the residual amorphous phase yields the eutectic mixture.

Keywords

Crystallization Thermal Effect Thermal Behaviour Amorphous Phase Eutectic Mixture 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Zusammenfassung

Das thermische Verhalten einer Reihe von durch stromlose Platierung mit Chlorid-Clykollat-Lösungen bei verschiedenen pH-Werten erhaltenen Ni-P-Legierungen wurde mittels DSC und Röntgendiffraktion untersucht. Legierungen mit einer Zusammensetzung bis Ni78P22 sind abhängig vom P-Gehalt, kristallin oder teilweise amorph. Beim Erhitzen auf 773 K wird die amorphe Phase in ein Gleichgewichtsgemisch von Ni- und Ni3P-Kristallen überführt. Die meisten Legierungen kristallisieren in zwei exothermen Schritten, die sich einander umso mehr nähern, je mehr sich die P-Konzentration dem eutektischen Wert nähert. Als einzige kristallisieren die in der Zusammensetzung dem Eutektikum nahekommenden Legierungen in einem Schritt. Bei hypoeutektischen Legierungen ist der erste thermische Effekt der Ausscheidung von Ni-Kristallen aus der primären amorphen Phase und/oder dem Wachstum von bereits in der festen Lösung vorliegenden Kristallen, der zweite der Kristallization von Ni3P und Ni aus der intermediären amorphen Phase zuzuschreiben. Bei hypereutektischen Legierungen entspricht der erste Schritt der Kristallisation der Bildung von random-orientierten Ni3P-Kristallen, während des zweiten wird dagegen die verbleibende amorphe Phase in das eutektische Gemisch überführt.

Резюме

С помощью ДСК и диффра кции рентгеновских лучей изучено термич еское поведение ряда Ni-P сплавов, получе нных безэлектродным никелированием из ра створов хлорид-гликолята при различных значениях pH. Сплавы с составом до Ni78P22 являют ся, в зависимости от соде ржания фосфора, микрокристаллическ ими или частично амор фными. При нагревании до 773 К а морфная фаза превращ ается в равновесную смесь Ni и Ni3P кристаллов. Большинство сплавов кристаллизуется в дв е экзотермические ста дии, которые сближаются по мере пр иближения концентра ции фосфора к эвтектическому зна чению. Сплавы с почти эвтект ическим составом кристаллизуются в од ну стадию. Первый терм ический еффект и гипо-эвтекти ческих сплавах обусл овлен разделением кристал литов никеля от первичной аморфно й фазы или же ростом кр исталлитов ранее существующего твердого раствора. Вт орой эффект обусловл ен кристаллизацией про межуточной аморфной фазы с образованием Ni3P и никеля. Первая стади я кристаллизации в гип ер-эвтектических сплавах соответству ет образованию произ вольно ориентированных кри сталлов Ni3P, тогда как на второй ст адии оставшаяся амор фная фаза дает эвтектическую с месь.

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Copyright information

© Wiley Heyden Ltd., Chichester and Akadémiai Kiadó, Budapest 1984

Authors and Affiliations

  • E. Lanzoni
    • 1
  • G. Poli
    • 1
  • G. Centi
    • 1
    • 2
  1. 1.Istituto di MetallurgiaUniversità di BolognaItaly
  2. 2.Istituto di Tecnologie Chimiche SpecialiUniversità di BolognaItaly

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