固态反应固态反应周期层片型结构

固态反应周期层片型结构是一类高度规则的微纳米级自生成复合多层膜结构，膜层界面结合良好，是未来功能薄膜材料制备技术的发展方向之一。“扩散应力模型”解释了固态反应周期层片型结构的形成机理，并对新体系的微观结构特征给出了预测。本工作利用扫描电镜与能谱仪(SEM-EDS)，研究了Zn/Ni3Si固态反应体系的周期层片结构，证实了Zn/Ni3Si体系周期层片型结构的形成特征符合扩散应力模型的预测。

固态反应周期层片型结构是由K. Osinski等人在1982年发现的，目前己知能够形成周期层片结构的固态反应体系有:Zn/Fe3Si, Zn/Co2Si, Zn/Ni3SiZ, Mg/NiSOCozoFe3o, Ni/SiC, Pt/SiC, Co/SiC, Mg/Si02,AI/UoMo. AI/(Ni,W), Zn/Ni3Si，以及最近发现的Zn/CuxTiy反应体系。

由于此法形成非晶态不需要从熔体急冷，从理论上讲，成品不受尺寸限制，可以制成大块非晶体。非晶体的形成是在远低于熔点温度下进行的，整个反应过程只涉及固相。固态反应非晶化研究始于1981年。1983年由R.B.施瓦茨(Schwarz)等人在研究金翎(Au-La)多层膜时发现Au-La扩散偶在125℃以下退火产物为非晶。同年C.C.科克(Koek)等人用机械合金化法将Ni6、Nb4、金属粉末制成非晶质。固态反应非晶化的基本条件是:实验开始的亚稳晶态相与相应的非晶态相比，具有较高的自由能 。

本实验所用样品CuXTiY合金采用纯度≥99.99wt.%的金属钦片和铜丝按一定比例真空熔炼配制而成。Ni3Si合金采用纯度≥99.99%的金属镍块和晶体硅片真空熔炼配制后，封装真空石英管，在1073K保温14天后取出。为保证反应界面结合良好，采用瞬间液接法(melting contact method)制备Zn/CuxTiy扩散偶和Zn/Ni3Si扩散偶(Zn的纯度99.999wt.%)。各组扩散偶在663K保温不同时间段后取出空冷。金相处理后，采用场致发射扫描电镜((SEM, Zeiss SIGMA)观察扩散偶的反应区形貌，并利用能一潜分析仪(EDS, TEAM EDS)分析相区成份 。

通过高倍扫描电镜观察和能谱分析，证实了Zn/Ni3Si体系周期层片型结构在最初形成的阶段是由单相层片和双相层片交替构成的，符合扩散应力模型的预测。在反应扩散的过程中，Zn/Ni3Si体系周期层片型结构会进一步发生相变，逐渐由单双相交替结构转变成由两类成份不同的单相层片交替构成。在Zn/CuxTi、固态反应体系中，我们也发现了类似的相变过程。

综述了固态反应周期层片型结构的最新研究工作进展。实验证实了Zn/Ni3Si体系周期层片型结构在最初形成的阶段是由单相层片和双相层片交替构成的，符合扩散应力模型的预测 。

液体电解电容的电介质为液态电解液，液态粒子在高温下十分活跃，对电容内部产生压力，它的沸点不是很高，因此可能会出现爆浆的情况，固态电容采用了高分子电介质，固态粒子在高温下，无论是粒子澎涨或是活跃性均较液态电解液低，它的沸点也高达摄氏350度，因此几乎不可能出现爆浆的可能性。 从理论上来说，固态电容几乎不可能爆浆。

固态电容在等效串联阻抗表现上相比传统电解电容有更优异的表现，据测试显示，固态电容在高频运作时等效串联电阻极为微小，而且导电性频率特佳，具有降低电阻抗和更低热输出的特色，在100KHz至10MHz之间表现最为明显。 而传统电解电容比较容易受使用环境的温度和湿度影响，在高低温稳定性方面稍差。即使是在零下摄氏55度至105度，固态电容的ESR（等效串联电阻）阻抗可以低达0.004～0.005欧姆，但电解电容则会因温度而改变。 在电容值方面，液态电容在摄氏20度以下，将会比其标示的电容值为低，温度越低电容值也会随之而下降，在摄氏零下20度下电容量下降约13%、摄氏零下55度下电容量更达至37%。 当然，这对普通用户来说没有什么影响，但对于采用液态氮作终极超频的玩家来说，固态电容可保证不会因温度降低而使电容容量上受到影响，从而导致超频稳定性大打折扣，因为固态电容在零下55度其电容值只会下降不足5%。 固态电容确实有很多优点，但它并不是任何时候都适用。

固态电容的低频响应不如电解电容，如果用于涉及到音效的部分会得不到最佳的音质效果。也就是说，一款主板采用全固态电容并不一定是最合理的！不管是固态电容还是电解电容，它们的主要作用是滤除杂波，因此电容只要容量达到一定的数值要求即可，只要其元件质量过关，也能确保主板的稳定运行。而这一点，电解电容也完全能做到！

固态电容在105摄氏度的时候，它和电解电容的寿命同样为2000小时，在温度降低后，它们的寿命会增加，但是固态电容寿命增加的幅度更大，一般情况下电容的工作温度在70度或更低，这个时候固态电容的寿命可能会达到23年，几乎是电解电容的6倍多！但是……你的主板在23年后还会继续使用吗？而且这个23年是指全天候24小时开机，即使电容有那么长的寿命，其它元器件恐怕也不能挺23年！

固态电容与电解电容相比，同体积同电压下，电解电容的容量远大于固态电容，目前电脑主板CPU电源部分大都采用固态电容，虽避免了爆浆问题，但由于体积限制，容量冗余很少；再者因容量问题，不得不提高CPU供电部分开关的频率。固态电容和电解电容在使用过程中都会出现容量衰减问题，而采用固态电容的电路板，容量稍有波动，就会使电源出现波纹，造成CPU不能正常工作。因此，理论上固态电容的寿命很高，但采用固态电容的板子寿命就未必高。

采用固态电容电脑板的维修：由于CPU供电部分常常是多个电容并联，因固态电容不会出现变形、爆浆、漏液等的现象，目测是基本没有办法可以判断是哪一只出现故障，所以在维修中常采取拆除其中一只（无论好坏），换一只大容量的电容（很多时候可以用电解电容），这种办法一般能快速解决问题。

理论上固态电容的寿命很高，但是在实际使用过程中仍然会出现很多故障，笔者在维修过程中曾多次遇到电容失效问题，

目前看来，不少厂商推出的以超频为卖点的主板大都会使用固态电容，“固态电容的主板更能超”这个说法只能说勉强正确，对超频起决定作用的并不是电容。线路的设计、BIOS的研发，CPU本身体质的好坏以及散热措施都可能决定超频的成败。所以不存在说“将主板上的普通电解电容更换为全固态电容就能提升主板的超频性能”，这种说法完全错误！如果真的要说固态电容对超频的影响的话，那就是由于它拥有更高的耐压和耐温能力，因此对超频后的系统稳定性提供了一定的保障。