Opis
Publikacja prezentuje wyniki realizacji projektu mającego na celu opracowanie technologii wytwarzania warstw węglowo-palladowych, przeznaczonych do zastosowania w czujnikach wodoru. Ciągły monitoring składu atmosfery gazowej w pobliżu źródeł emisji wodoru i jego związków może w znacznym stopniu ograniczyć możliwość skażeń środowiska oraz przeciwdziałać awariom różnych urządzeń badawczych czy przemysłowych, prowadzących do katastrof ekologicznych, a także przyczynić się do poprawy bezpieczeństwa pracy w wielu branżach przemysłowych, takich jak górnictwo, energetyka, petrochemia, motoryzacja, hodowla zwierząt, utylizacja odpadów komunalnych itp. Obecnie do detekcji wodoru powszechnie stosowane są sensory palladowe. Autorzy kolejnych rozdziałów tej książki omawiają metody otrzymywania warstw o charakterze nanokompozytowym, zbudowanych z nanoziaren palladu umieszczonych w matrycy węglowej z różnych odmian alotropowych węgla, prezentują wyniki badań struktury krystalicznej i molekularnej, morfologii i topografii wybranych materiałów oraz rezultaty badań czułości warstw C–Pd na wodór. Celem tych poszukiwań jest opracowanie metod wytwarzania nanostrukturalnych, kompozytowych warstw węglowo-palladowych na podłożach o różnym typie przewodnictwa elektrycznego i termicznego oraz różnej chropowatości powierzchni (np. Z ceramiki Al2O3, na włóknach SiC, na monokrystalicznym krzemie i materiałach wysokotemperaturowych), co pozwoli na skonstruowanie czujników o rozmiarach i geometrii dostosowanych do przeznaczenia. Jest to pierwsza polska monografia naukowa na ten temat, dlatego podano tu również informacje podstawowe, co sprawia, że książka ta ma miejscami charakter popularnonaukowy. Kierowana jest jednak głównie do specjalistów – ponad 400 odnośników do literatury światowej umożliwia dotarcie do najnowszych publikacji i orientację co do kierunków rozwoju tej dziedziny na świecie. Adresowana jest również do studentów uniwersytetów i uczelni politechnicznych na kierunkach fizycznych, chemicznych, elektronicznych oraz inżynierii materiałowej, a także do pracowników wyższych uczelni, instytutów naukowo-badawczych oraz małych firm, które planują w swojej działalności wdrażanie nowych technologii i wykorzystanie nowych materiałów. Spis treściRozdział 1. Wstęp – Elżbieta Czerwosz 9 Rozdział 2. Metoda PVD otrzymywania warstw C–Pd – Elżbieta Czerwosz, Joanna Rymarczyk 13 Rozdział 3. Metoda CVD otrzymywania warstw C–Pd – Ewa Kowalska, Kamil Sobczak 24 3.1. Charakterystyka procesu CVD 25 3.2. Modyfikacja warstw C–Pd za pomocą procesu CVD 27 3.3. Optymalizacja parametrów technologicznych procesu CVD 30 3.3.1. Rodzaj podłoża 30 3.3.2. Szybkość dostarczania reagentów w procesie CVD 33 3.3.3. Temperatura procesu CVD 34 3.3.4. Czas trwania procesu CVD 37 3.3.5. Ciśnienie procesu CVD 41 3.4. Wnioski 41 Wybrana literatura 42 Rozdział 4. Synteza spaleniowa nanowłókien SiC – Michał Soszyński 44 Wybrana literatura 52 Rozdział 5. Technologia wytwarzania warstw DLC i DLC/C–Pd – Aleksander Werbowy, Piotr Firek, Mirosław Kozłowski, Jan Szmidt 54 5.1. Przygotowanie powierzchni podłoży do nakładania warstw DLC 57 5.2. Nanoszenie warstw DLC 59 5.3. Układ warstw DLC/C–Pd 61 Wybrana literatura 62 Rozdział 6. Technologia i właściwości kontaktów i mikropołączeń do warstw C–Pd – Piotr Firek. Jerzy Kalenik, Jan Szmidt 64 6.1. Wytwarzanie warstw metali na potrzeby kontaktów elektrycznych 64 6.2. Wpływ parametrów osadzania warstw kontaktowych na ich grubość i chropowatość 65 6.3. Pomiary rezystywności 69 6.4. Metody wytwarzania mikropołączeń drutowych 70 6.5. Wytrzymałość wykonanych mikropołączeń 72 Wybrana literatura 74 Rozdział 7. Badania parametryczne otrzymywania nanowłókien SiC – Michał Soszyński 75 7.1. Układ eksperymentalny 76 7.2. Reakcja spaleniowa 77 7.3. Charakterystyka produktu 80 7.4. Wpływ parametrów na wydajność syntezy spaleniowej 82 7.4.1. Atmosfera spalania 82 7.4.2. Skład substratów 86 7.4.3. Reagenty odpadowe, powiększanie skali procesu 87 7.5. Przygotowanie NWSiC jako podłoża do czujników pracujących w warunkach ponadnormatywnych 89 Wybrana literatura 90 Rozdział 8. Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego na krystalicznych warstwach C–Pd – Ryszard Diduszko 92 8.1. Podstawy metody XRD 92 8.2. Matryca węglowa – struktury krystaliczne i obrazy dyfrakcyjne różnych odmian materiałów węglowych 94 8.3. Dyfraktogramy octanu palladu (substratu) i metalicznego palladu 98 8.4. Dyfraktogramy warstw C–Pd 99 Wybrana literatura 103 Rozdział 9. Skaningowa mikroskopia elektronowa warstw C–Pd – Mirosław Kozłowski 104 9.1. Budowa skaningowego mikroskopu elektronowego 104 9.2. Podstawowe sygnały wykorzystywane w SEM 106 9.3. Aparatura 115 9.4. Preparatyka 118 Wybrana literatura 120 Rozdział 10. Transmisyjna mikroskopia elektronowa warstw C–Pd – Piotr Dłużewski 122 10.1. Przygotowanie preparatów 132 Wybrana literatura 135 Rozdział 11. Spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera warstw C–Pd – Anna Kamińska, Mirosław Płaza 136 11.1. Podstawy spekt