عنوان پایان‌نامه
لایه نشانی زیرکونیم به روش پلاسمای کانونی و بررسی مشخصه های نانو ساختاری آنها
- رشته تحصیلی
- نانوفیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54236;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4829
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- مهدی آخوندی
- استاد راهنما
- هادی سوالونی
- چکیده
- در این پروژه از یک دستگاه پلاسمای کانونیKJ 3 با ولتاژ KV 18 برای لایه نشانی زیرکونیوم بر روی استیل ضد زنگ 304 استفاده شده است. آند از جنس مس است که ماده زیرکونیوم بر روی آن کوبیده شده است، گاز بی اثر موجود در محفظه پلاسمای کانونی آرگون می باشد. همه فرایند ها در دمای اتاق انجام شده است و نمونه ها در فواصل و زوایای مختلف نسبت به سر آند قرار داده شده اند. ساختار های بلوری تشکیل شده در این نمونه ها به وسیله آنالیز پراش پرتو ایکس(XRD)، مورفولوژی سطح به وسیله میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، نانو ساختار ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شده اند. تصاویر مربوط به پراش پرتو ایکس، رشد ساختارهای بلوری زیرکونیوم، نیترید زیرکونیوم و اکسید زیرکونیوم را نشان می دهد. تصاویر مربوط به میکروسکوپ نیروی اتمی مشخص می کند که اندازه دانه ها ارتباط مستقیمی با میزان چگالی و انرژی یون های رسیده به سطح دارد. همچنین تصاویر گرفته شده از سطح لایه ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز، نشان داد که سرعت و انرژی ذرات باعث شده تا سطح زیرلایه بسیار گرم شود و این گرم شدن باعث تفاوت در ضریب انبساط حرارتی سطح و لایه می شود، که نتیجه این تفاوت وجود ترک هایی در سطح برخی نمونه ها است. همچنین از روی این ترک ها لایه های انباشت شده به واسطه هر شات مشخص می شوند.
- Abstract
- In this project a plasma focus system with 3 kJ and 18 kV potential is used for deposition of Zr on stainless steel substrates positioned at different distances from the tip of the anode and different angles with respect to the anode axis. The anode was made of copper and a high purity Zr disc was fixed at tapered tip of this anode. Argon gas was used for plasma formation in this system. Crystallographic structure of the deposited films were obtained using a X-ray diffractometry (XRD), while their morphology and structure were characterized by means of atomic force microscope (AFM) and scanning electron microscope (SEM). AFM images showed a direct relationship between grain sizes and the density and energy of ions incident on the substrate surface. SEM micrographs also showed that due to high energy of ions incident on the substrate surface, the substrate temperature rises to high degrees and due to different expansion coefficients of the substrate and the deposited film cracks occur on some of the samples. However from the cross section of these cracks it become apparent that the films are grown if a layer by layer mode caused by the number of shots in deposition of films.
