A granel y síntesis de la película fina de composición variantes óxidos entropía estabilizada

Sai Sivakumar; Elizabeth Zwier; Peter Benjamin Meisenheimer; John T. Heron

doi:10.3791/57746

Artículo de método

A granel y síntesis de la película fina de composición variantes óxidos entropía estabilizada

DOI:

10.3791/57746

⸱

29 de mayo de 2018

Sai Sivakumar^*¹ , Elizabeth Zwier^*¹ , Peter Benjamin Meisenheimer^*¹ , John T. Heron¹

¹Department of Materials Science and Engineering, University of Michigan

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

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La síntesis de a granel de alta calidad y de película delgada (Mg_0.25(1-x)Co_xNi_0.25(1-x)Cu_0.25(1-x)Zn_0.25(1-x)) O y (Mg_0.25(1-x)Co_0.25(1-x)Ni_0.25(1-x)Cu_xZn_{0.25(1-x )}) Óxidos de entropía estabilizada O se presenta.

Resumen

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Aquí, presentamos un procedimiento para la síntesis de a granel y multicomponentes de película delgada (Mg_0.25(1-x)Co_xNi_0.25(1-x)Cu_0.25(1-x)Zn_0.25(1-x)) O (variante de Co) y (Mg_0.25(1-x)Co_0.25(1-x)Ni _0.25(1-x) Cu_xZn_0.25(1-x)) O (variante de Cu) entropía estabilizada óxidos. Fase pura y químicamente homogénea (Mg_0.25(1-x)Co_xNi_0.25(1-x)Cu_0.25(1-x)Zn_0.25(1-x)) O (x = 0.20, 0.27 0.33) y (Mg_0.25(1-x)Co_0.25(1-x)Ni_0.25(1-x)Cu_xZn_0.25(1-x)) O (x = 0,11, 0.27) cerámica pelotillas son sintetizados y utilizado en la deposición de ultra alta calidad, la fase puras, solos películas delgadas cristalinas de la estequiometría de destino. Se describe una metodología detallada para la deposición de películas delgadas de óxido liso, químicamente homogénea, entropía estabilizada por láser pulsado sobre substratos de MgO orientado al (001). La fase y la cristalinidad del granel y los materiales de película delgada se confirman mediante difracción de rayos x. Composición y homogeneidad química son confirmados por espectroscopia de fotoelectrones de rayos x y espectroscopia de rayos x dispersiva de energía. La topografía de la superficie de las películas finas se mide con microscopía de sonda. La síntesis de alta calidad, películas delgadas de óxido cristalino, entropía estabilizada solo permite el estudio de la interfaz, tamaño, tensión y desorden efectos sobre las propiedades de esta nueva clase de materiales de óxido muy desordenado.

Introducción

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Desde el descubrimiento de aleaciones metálicas de alta entropía en 2004, materiales de alta entropía han atraído gran interés debido a las propiedades tales como el aumento dureza¹^,²^,³, dureza⁴^, ⁵y a la corrosión resistencia³^,⁶. Recientemente, se han descubierto óxidos de alta entropía⁷^,⁸ y Boruros⁹ , abriendo una gran zona de juegos para los amantes del material. Óxidos, en pa....

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Protocolo

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PRECAUCIÓN: Use el necesario equipo de protección personal (EPP) incluyendo zapatos cerrados, pantalón largo, gafas de seguridad, máscara de filtración de partículas, bata de laboratorio y guantes como óxido polvos plantean un riesgo de contacto irritación de la piel y contacto con los ojos irritación. Consulte todas las hojas de datos seguridad del material pertinentes antes de empezar para requisitos adicionales de la PPE. Síntesis debe realizarse con el uso de controles de ingeniería tales como una campana de humos.

1. a granel síntesis de óxidos entropía estabilizada

Cálculo masa de polvos de óxido constituyente

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Resultados

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Espectros de difracción de rayos x (DRX) se tomaron de ambos el preparado (Mg_0.25(1-x)Co_xNi_0.25(1-x)Cu_0.25(1-x)Zn_0.25(1-x)) O (x = 0.20, 0.27 0.33) y (Mg_0.25(1-x)Co_0.25(1-x)Ni_{0.25(1-x )}Cu_xZn_0.25(1-x)) O (x = 0,11, 0.27) a granel de cerámica (figura 4a) y depósito de películas delgadas (Figura 4b). Estos datos demuestran q.......

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Discusión

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Han descrito y demostrado un protocolo para la síntesis de alta calidad y solo las láminas cristalinas de (Mg_0.25(1-x)Co_xNi_0.25(1-x)Cu_0.25(1-x)Zn_0.25(1-x)) O (x = 0.20, 0.27 0.33) y (Mg_0.25(1-x)Co_0.25(1-x)Ni_0.25(1-x)Cu_xZn_0.25(1-x)) O (x = 0,11, 0.27) óxidos entropía estabilizada. Esperamos que estas técnicas de síntesis para ser aplicable a una amplia gama de composiciones estabilizado con entropía más se descub.......

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Divulgaciones

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No tenemos nada que revelar.

Agradecimientos

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Este trabajo fue financiado en parte por la subvención de la Fundación de ciencia nacional. DMR-0420785 (XPS). Agradecemos a la Universidad de Michigan Michigan Center para caracterización de materiales, (MC)², para su asistencia con XPS y el laboratorio de la Universidad de Michigan Van Vlack para DRX. También nos gustaría agradecer a Thomas Kratofil por su asistencia con la preparación de materiales a granel.

....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
Nombre	Empresa	Número de catálogo
ÓXIDO DE MAGNESIO 99,95%	Fisher	AA1468422
ÓXIDO DE COBALTO (II), 99,995%	Fisher	AA4435414
ÓXIDO DE NÍQUEL (II) 99,998%	Fisher	AA1081914
ÓXIDO DE COBRE (II) 99,995%	Fisher	AA1070014
ÓXIDO DE ZINC 99,99%	Fisher	AA8781230
TRICHLROETHLENE SEMICNDTR 9	Fisher	AA39744K7
ACETONA SEMICNDTR GRD 99.5%	Fisher	AA19392K7
2-PROPANOL ACS 99.5%	Fisher	A416S4
Aceite mineral, puro	Acros Organics	AC415080010
crisol de alúmina	MTI Corporation	EQ-CA-L50W40H20
ZIRCONIA (YSZ) MEDIOS DE MOLIENDA	Inframat Avanzado Materiales	4039GM-S010
Papel SiC 320/600/800/1200	South Bay Technology	Sustrato SDA08032-25
MgO (100), 5x5x0.5 mm, 1SP	MTI Corporation	MGa050505S1
GRADO DE PUREZA ULTRA ALTA COMPRIMIDO CON OXÍGENO, 99.999%	Gases criogénicos	OXYUHP
NITRÓGENO COMPRIMIDO GRADO EXTRA SECO	Gases criogénicos	NITEX

Referencias

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Tsai, M. H., Yeh, J. W. High-Entropy Alloys: A Critical Review. Mater Res Lett. 2 (3), 107-123 (2014).
Yeh, J. W., et al. Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: Novel alloy design concepts and outcomes. Adv Eng Mater. 6 (5), 299-303 (2004).
Gao, M. C., Carney, C. S., Dogan, N., Jablonksi, P. D., Hawk, J. A., Alman, D. E.

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Deposici n por l ser pulsado difracci n de rayos X espectroscop a de fotoelectrones emitidos por rayos X espectroscop a de rayos X por energ a dispersiva microscop a de sonda de barrido s ntesis de cer mica en volumen deposici n de capas delgadas preparaci n del sustrato ablaci n l ser

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