Добавить новость
smi24.net
News in English
Май
2024

Exploring Interface Phenomena for More Durable and Effective Nickel–Tungsten Alloys

0

The insights into the formation of various phases, including intermetallic compounds, at the interface between nickel (Ni) and tungsten (W) by researchers from Tokyo Tech can lead to the development of advanced high-temperature Ni—W coatings. Their study sheds light on the formation of intercrystallite regions and Kirkendall voids, which can be leveraged to improve the durability and effectiveness of the alloys.

Alloying is a key process in creating new materials. By combining metals with desirable traits, scientists can produce alloys with suitable properties. For example, stainless steel, formed by combining iron with chromium, nickel, and other elements in smaller quantities is highly resistant to corrosion. A class of alloy of particular interest for military applications is the nickel–tungsten alloys (Ni—W). These alloys possess high durability, making them useful as coatings. As Ni and W have different properties, their joining interface forms unique layers where intermetallic compounds (IMCs) and diffusion induced recrystallization (DIR) regions are formed through processes such as diffusion and interfacial reactions. These regions exhibit significantly different mechanical, thermal, and chemical behaviors compared to the rest of the alloy. Therefore, understanding the properties of these interfaces is an important aspect of designing alloys with suitable properties.

Now, researchers led by Assistant Professor Minho Oh from Tokyo Institute of Technology and including Professor Hee-Soo Kim, currently at Chosun University, South Korea, have revealed how various phases, including IMCs, are formed within a Ni—W alloy. Their findings published in the Journal of Alloys and Compounds on April 21, 2024, can prove valuable in developing Ni—W alloys that last longer and are more effective as coatings.

"Insights from studies of IMCs and intermediate layers formed by diffusion at the Ni/W interface have the potential to significantly improve the effectiveness and longevity of important materials in various fields," reiterates Oh.

To examine the Ni/W interface, the researchers sandwiched a W sheet between two Ni plates. They then heated the sample at 1123 K for 112 hours to encourage diffusion, followed by annealing at the same temperature for 234.15 hours. Subsequently, the researchers analyzed the morphology and chemical compositions of the interface using experimental techniques. They analyzed the concentrations of Ni and W in each phase of the material's cross-section, as well as the grain sizes of the regions formed at the interface.
Additionally, the researchers developed a diffusion model that accounted for the diffusion rates of Ni and W in both the bulk metal and different interface regions to explain the formation of these interface regions.

Their analysis revealed that the interdiffusion of Ni and W results in an IMC layer of Ni4W, which grows bidirectionally towards Ni and W plates (Figure 1). The W atoms continue to move into the Ni matrix, forming a diffusion-induced recrystallized region (DIR) between the Ni matrix and the IMC layer (Figure 2). Notably, both the Ni4W IMC and the DIR region exhibit a polycrystalline structure.

Figure 1. Kirkendall effect in Ni—W alloy system

The interdiffusion of Ni and W results in the formation of Ni4W as an intermetallic layer. At the interface between the Ni4W layer and Ni phase, Kirkendall voids are observed.

Figure 2. Understanding the Kirkendall effect in Ni (W) diffusion-induced recrystallization (DIC) region

In the DIC region, W atoms diffuse into the Ni matrix via grain boundary diffusion.

The DIR region is not an individual phase but a solid-solution region within the Ni phase.. It is characterized by the presence of elongated columnar-shaped grains that facilitate grain boundary diffusion of W atoms. In the DIR region, the imbalance in the diffusion rates of Ni and W causes irregular-shaped voids known as Kirkendall voids to form near the interface between Ni and DIR in the DIR region. Notably, the interfaces consisting of the DIR region, IMC, and voids influence the strength and thermal properties of the material.

"These findings not only advance our comprehension of the DIR region resulting from IMC formation and diffusion at the Ni/W interface but also offer crucial insights into the phenomenon of Kirkendall void generation and the mechanism of defect formation within the DIR region of the metal system," remarks Oh. "This integrated approach enhances our understanding of thermodynamics and kinetics in the Ni—W diffusion couple, advancing knowledge crucial for high-temperature materials science."

Reference

Authors :
Minho Oh1,*, Hee-Soo Kim1,2, Equo Kobayashi1, and Masanori Kajihara1
Title :
Understanding Kirkendall effect in Ni(W) diffusion-induced recrystallization region
Journal :
Journal of Alloys and Compounds
DOI :
Affiliations :
1Department of Materials Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, Japan
2Department of Materials Science and Engineering, Chosun University, South Korea

* Corresponding author's email: o.m.aa@m.titech.ac.jp

School of Materials and Chemical Technology
—Encompassing the Disciplines of Science—

Information on School of Materials and Chemical Technology inaugurated in April 2016

School of Materials and Chemical Technology

Schools, Departments, and Institute for Liberal Arts

Further Information

Assistant Professor Minho Oh

School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology

Email o.m.aa@m.titech.ac.jp

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975








Юбилейный фестиваль «Лица улиц» пройдёт в Екатеринбурге

Трамвай «Славянка» получил первые тяговые подстанции

Роспотребнадзор подтвердил риски завоза из Китая лихорадки чикунгунья

В Москве прошла четвертая международная премия в области архитектуры, строительства и дизайна The Fashion Home & Interiors Awards


OpenAI launches GPT-5, its most powerful AI yet—will it be enough to stay ahead in today’s ruthless AI race? 

Report: AC Milan’s Christian Pulisic set to team up with $87 million Manchester United star

Trump’s threatened 40% tariff on ‘transshipped’ goods tries to target China and its manufacturing strength

Cameroon star has said yes to Man Utd transfer but Red Devils face hurdle


В Курской области росгвардейцы задержали нетрезвого водителя

Gayazov$ Brother$ в Зеленом театре ВДНХ! Like FM дарит билеты

"Главный азербайджанец Урала" сдал Алиева. Этот раунд Баку проиграл. Что будет дальше?

Универсальный ТСД промышленного класса Saotron RT-T40X V.2


Обзор на мобильную версию A Game About Digging A Hole

DeepMind CEO makes big brain claims, saying AGI could be here within 'five to 10 years' and cause humanity to experience widespread change that's '10 times bigger than the Industrial Revolution, and maybe 10 times faster'

Находи идеальные места для персонажей-фигурок в «Is This Seat Taken?»

Раскрой потенциал Мистера Террифика из DC Worlds Collide с этим гайдом



Будут ли магнитные бури сегодня, 10 августа 2025 года?

Спортсмены Росгвардии стали призерами чемпионата России по легкой атлетике

ЦСКА разгромил "Рубин" 5:1: дубль Глебова и блеск Мусаева!

Пресейв. Пресейв в музыке. Как сделать Пресейв.


При участии спецназа Росгвардии в Москве задержаны 300 нарушителей миграционного законодательства (видео)

Стало известно, как выглядит любимая квартира Татьяны Булановой

Бурда в красивой банке: Росконтроль указал марки кофе, которые не рекомендуется покупать даже с большой скидкой

Что есть в поезде, чтобы не раздражать своих попутчиков - запомните раз и навсегда


Ленинград 1977 года

Иран заявил о несогласии с созданием коридора через Армению

Банк России объяснил июльское снижение курса рубля

Подозреваемых в ограблении отделения почты на юге Москвы задержали


Теннисист номер один мира прошёл отбор на итоговое соревнование ATP

Осака впервые с 2022 года сыграет в финале турнира WTA 1000

Кудерметова без проблем вышла во второй круг турнира в Цинциннати

Павлюченкова уступила во втором круге турнира WTA 1000 в Цинциннати


Сценарий тихого убийства России уже запущен: Чиновники скрывают — десятки миллионов людей умрут в человейниках?

Тульские производители будут продвигать свою продукцию в Китае

Житель Саратовской области узнал об аномалии своего организма во время сеанса КТ

Артисты проекта «Музыка в метро» выступят на выставке «Та самая Москва»


Музыкальные новости

Панк-группа «Йорш» выступит на псковском фестивале «Добрый рок» в год своего 20-летия

Карточка Артиста. Карточка артиста яндекс. Карточка артиста яндекс музыка.

МакSим показала фигуру на яхте, а беременная Муцениеце отдыхает с сыном в Крыму

Где купить билеты на концерт Башмета на Советской площади


Роднина: «Жить люблю и хочу в Москве. Вы меня перепутали с другим поколением, которое всегда ищет, где лучше»

ЦСКА разгромил "Рубин" 5:1: дубль Глебова и блеск Мусаева!

День физкультурника отметили спортивными шествиями по всей стране

ЦСКА разгромил «Рубин» 5:1 и продлил беспроигрышную серию до 18 матчей


Вывод песни для продвижения в Импульсе Яндекс Музыка.

Карточка Артиста. Карточка артиста яндекс. Карточка артиста яндекс музыка.

Певица SABRIANA : "Пересесть с машины на метро стало для меня символом внутренней свободы"

Вывод песни для продвижения в Импульсе Яндекс Музыка.


Мотоциклист с пассажиром погибли при столкновении с электровелосипедом в Москве

Специалист объяснил, как обновить данные в ОСАГО после получения новых водительских прав

Трагическая авария на Ходынском бульваре: погибли двое, один госпитализирован

На МКАД на видео попало, как "Газель" на скорости врезалась в столб


Кремль и Белый дом анонсируют встречу Путина и Трампа на Аляске 15 августа

Ситуация катастрофическая. Вот зачем Трамп запросил встречу с Путиным: Хазин

Овечкина и других русских хоккеистов хотели выгнать из НХЛ

Эксперт поделился прогнозами относительно результатов встречи Путина и Трампа




Министерство здравоохранения сообщает о здоровье раненых в результате взрыва в Стерлитамаке

Будут ли магнитные бури сегодня, 10 августа 2025 года?

Московские росгвардейцы пришли на помощь медикам, задержав агрессивную пациентку

Предложено сделать День физкультурника официальным праздничным днём


NYT: своими заявлениями Зеленский может разозлить Трампа и навлечь на себя

Раскрыто, что ждет Киев после утреннего "нет" Зеленского

В Киеве раскрыли тайный приказ Зеленского перед саммитом США и РФ на Аляске

Раскрыто, что ждет Киев после утреннего «нет» Зеленского


Роднина: «Жить люблю и хочу в Москве. Вы меня перепутали с другим поколением, которое всегда ищет, где лучше»

ЦСКА разгромил «Рубин» 5:1 и продлил беспроигрышную серию до 18 матчей

ЦСКА разгромил "Рубин" 5:1: дубль Глебова и блеск Мусаева!

Спортсмены Росгвардии стали призерами чемпионата России по легкой атлетике


Лукашенко рассказал об отношениях с Китаем

Лукашенко допустил помилование Марии Колесниковой

Лукашенко объяснил изменения в проведении военных учений

Глядя из Минска // Александр Лукашенко рассказал журналу Time о своем посредническом призвании


Собянин рассказал о третьем с утра сбитом беспилотнике, летевшем к Москве

Собянин сообщил об уничтожении второго беспилотника над Москвой

Собянин рассказал о московских НКО, помогающих участникам СВО и их семьям

Собянин: сбиты летевшие к Москве БПЛА


Площадь пожара в Ялтинском заповеднике достигла двух гектаров

Площадь возгорания в Ялтинском заповеднике составила два гектара

Гарбузов: на форуме-фестивале «Территория будущего. Москва 2030» столица расскажет о развитии экологичного транспорта

"Газета.Ru" представляет самые яркие кадры прошедшей недели


Тульские производители будут продвигать свою продукцию в Китае

«Сентябрь будет абсолютно экстремальным». Синоптики сказали, к чему готовиться

Когда Москва официально стала Третьим Римом?

Синоптики спрогнозировали дождь и температуру до +24 градусов в Москве 10 августа


Коми, Камчатку, Архангельскую, Иркутскую, Калужскую, Костромскую, Курскую, Свердловскую и Оренбургскую области эксперты отнесли к регионам, где на осенних выборах "протестный потенциал выше среднего", говорится в докладе...

В Алтайском крае не будут проводить проверку на предмет чрезмерного роста тарифов на ЖКУ

Льготные ипотеки на Дальнем Востоке активно получают участники СВО и сотрудники ОПК

Защищённый планшет промышленного класса Saotron RT-W11


Два пожара в Севастополе – горит 6,5 гектаров сухой растительности

Анастасия Гридчина: В Симферополе, в стенах гостеприимного Дома дружбы народов, состоялась торжественная презентация военно-патриотических изданий, увидевших свет в 2025 году благодаря усилиям Медиацентра им. И. Гаспринского

Сергей Карякин: 7 августа на поезде из Москвы в Симферополь выехали участники специальной спортивно-образовательной программы «Шахматный лагерь Сергея Карякина», которая стартует в Международном детском центре «Артек»

Аренда квартир в июле 2025 года: за сколько можно снять жильё в Симферополе и Севастополе?


Мусоровоз на скорости переехал шедшую в наушниках женщину в Петербурге

Политика или женская зависть: Кто такая Евгения Гуцул и за что ее ненавидит Майя Санду

Житель Саратовской области узнал об аномалии своего организма во время сеанса КТ

Артисты проекта «Музыка в метро» выступят на выставке «Та самая Москва»














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *