Ni-NaCl Nanopowders Production Using Magnetron Sputtering
Diaz Ordaz, Jose Ramon |
Ni nanokristalinės struktūros buvo užgarintos ant NaCl padėklų. Garinimui buvo panaudota DC magnetroninio garinimo technologijos. Darbo metu buvo ištirti trys Ni miltelių gavimo būdai: panaudojant magnetroninį garinimą (DC ir impulsinis DC modos), garinimo metu padėklui esant kambario temperatūroje; Ni garinimą realizuojant ant įkaitintų NaCl kristalų, ir atliekant reaktyvų Ni garinimą Ar ir H2 darbinių dujų mišinyje. Garinimo metu taip pat buvo keistas sintezės laikas ir magnetrono srovė. Galimos Ni klasterių atskyrimo nuo druskos padėklų technologijos buvo išanalizuotos tiek teoriškai, tiek eksperimentiškai. Išeities druskos, gautų nanokristalinių miltelių struktūra, paviršiaus morfologija buvo įvertinta išmatuojant dalelių dydžius, ištiriant gautų medžiagų kristališkumą, dalelių geometrinę formą ir švarumą. Pilnas gautų medžiagų charakterizavimas buvo atliktas panaudojant skenuojančią elektroninę mikroskopiją (SEM) ir EDS, XPS ir XRD analizės technologijas.
Ni-NaCl nanopowders are produced by physical vapor deposition phenomena of nickel nanoparticles over a sodium chloride substrate. The nanoparticles are generated and sputtered by the action of a planar DC magnetron. The thesis studies two different magnetron configurations for the nanoparticles production: the mentioned physical vapor deposition (PVD), and the high-pulsed magnetron sputtering (HiPIMS). Within these categories, the impacts of many parameters (current, sputtering time, temperature, additional carrier gas) over the manufacturing process are studied. Besides, suitability of both the target (pure metallic nickel) and the substrate (table salt) is experimentally analyzed. Several ways for separating Ni NPs from salt are also theoretically discussed and compared, eventually focusing on nanomembranes for further experimentation. Characterization of powders and nanoparticles is performed by combining scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and X-ray diffraction (XRD) techniques. The analyzed features were the average particle size, particle shape, state of agglomeration, chemical state, purity grade, and particles distribution.