OARS - Open Access Rewards System
DOI : 10.2240/azojomo0147

Nanosized توليف التوصيلية الكهربائية مساحيق الزنك

Takaki ماساكي ، كيم جونغ سو ، واتانابي هيرونوري ، كى مياموتو واونو مامورو

 

حقوق الطبع والنشر AD - TECH ؛ AZoM.com المرخص بي تي واي المحدودة

هذا هو فتح AZO نظام مكافآت الوصول (آزو المجاذيف) مادة يتم توزيعها تحت شروط آزو المجاذيف http://www.azom.com/oars.asp الذي يسمح بالاستخدام غير المقيد بشرط نقلت بشكل صحيح ولكن العمل الأصلي محدودة إلى التوزيع غير التجارية والإنجاب.

 

نشرت : سبتمبر 2005

الموضوعات التي تغطيها

تجريدي

الكلمات الرئيسية

مقدمة

تجريبي

Nanosized التجميعي مسحوق الزنك

بن 2 O 3 المنشطات

وصف

ونتيجة المناقشات

الاستنتاجات

المراجع

تفاصيل الاتصال

تجريدي

تم تصنيعه موصل كهربائي nanosized مسحوق أكسيد الزنك من خلال عملية استخدام السلائف    الملح كبريتات الزنك والألومنيوم كبريتات الملح والمواد الأولية.   درس عملية التبلور ، morphologies ، والتحلل الحراري يحرث ث بوصفها وظيفة من درجات الحرارة التكليس والتراكيب المواد الخام.   تم الحصول على حجم الجسيمات من 40nm بتحديد الشروط العملية المناسبة.   تم الحصول على حجم المقاومة من 1.5 × 10 سم 3 · Ω باستخدام 2.5 ٪ شركة مول 2 O 3 المنشطات.  

الكلمات الرئيسية

الزنك أوكسيد ، النانوية ، المقاومة المجلد ، عملية السلائف

مقدمة

من المعروف أن الخصائص الفيزيائية مثل التوصيل الكهربائي ، والخصائص المغناطيسية والبصرية والميكانيكية للجزيئات أكسيد nanosized معدنية لتكون مختلفة كثيرا عن تلك المواد السائبة.   وقد تم إعداد أساليب nanosized جزيئات أكسيد المعادن دراسة مستفيضة لمراقبة دقيقة من التشكل على نطاق النانومترية.   وقد أجريت دراسات عن مساحيق الزنك nanosized بسبب الخصائص التي تعتمد على حجم الالكترونية والبصرية ، والتي تقدم إمكانيات الأجهزة الالكترونية الدقيقة [1،2].   في الآونة الأخيرة ، وقد استخدمت الأفلام موصل أكسيد الزنك وأقطاب شفافة لTFT - LCD والخلايا الشمسية ، وغيرها [3،4].   أنها تعطي العالي المتانة للبلازما أو الحد من الغلاف الجوي للغاز من تلك الأفلام ITO. المقاومية الكهربائية أقل من ≤ 1 × 10 -3 Ω سم وارتفاع 80 ٪ من الشفافية ≥ في مجموعة من    ويرجى من 380 ~ 780 نانومتر عن الضوء المرئي للمواد شفافة تجري [5].   وقد تم تجميع Nanosized مساحيق الزنك باستخدام عملية السلائف العضوية لهذه الدراسة.   ويجري تنظيم 2 O 3 المنشطات للحصول على أعلى مسحوق أكسيد الزنك إجراء.   

تجريبي

Nanosized التجميعي مسحوق الزنك

واستخدمت اللب والسليلوز البلورية (اساهي قصي الكيميائية) والسلائف.   وأعدت الحل المياه المخلوطة وجود محتوى محدد سلفا مع الزنك heptahydrate كبريتات الزنك (ZnSO 4 · 7H 2 O) 99.9 ٪ من النقاء وغارقة في السلائف لمدة 24 ساعة.   وقد جفت خليط مشربة بين 70 إلى 110 درجة مئوية.   تم تمرير هذا الخليط من خلال عدة مراحل من calcinations في حدود 300 ~ 600 درجة مئوية.

وكان الشرط التكليس على النحو التالي : التدفئة من درجة حرارة الغرفة إلى 300 درجة مئوية لمدة 3 ساعة ، وحافظت على 300 درجة مئوية لمدة 2 ساعة ، والتدفئة 300-600 درجة مئوية بمعدل 50 تبريد C / ساعة ، وحافظت على 500-600 درجة مئوية لمدة 2 ساعة ، ودرجة في الفرن .   كان اللون الناتج من مسحوق الضوء الأصفر إلى الأبيض.   وكان الماء المقطر تضاف إلى مسحوق ثم المكلس ، ومسحوق كان مبتلا المضروب في مطحنة وعاء ل48h ، ثم يجفف.

بن 2 O 3 المنشطات

وأضاف الألومنيوم octahydrate سلفات [سورة 2 (SO 4) 3 · 8H 2 O] في محلول كبريتات الزنك heptahydrate مائي.   وكان الإجراء التكليس نفس لمسحوق أكسيد الزنك undoped.   وقد أجريت في إطار المعالجة الحرارية التي تحتوي على الهيدروجين 0.5 ٪ أرجون الغلاف الجوي للغاز في الفرن الكهربائي عند 900 أو 1000 درجة مئوية ل2H.   وكان معدل تدفق الغاز 10ml/min.

وصف

تم فحص مورفولوجية مسحوق بواسطة المجهر الإلكتروني (SEM ؛ HITACHI S - 4700).   تم تحليل مساحيق بواسطة الأشعة السينية ديفراكتوميتر (السماسرة AXS D5005) باستخدام CuK إشعاع (40 كيلو فولت ، 150 مللي أمبير) مع سرعة المسح من 4 س / دقيقة والفاصل الزمني أخذ عينات من 0.02 س.   تم حساب حجم الجسيمات من خلال البيانات BET وأكد أيضا من خلال الملاحظة المباشرة من قبل SEM.   تم رصدها ليالي السلوك الانحلال الحراري والتحلل من السلائف مشربة بواسطة التحليل التفاضلي الحراري في وقت واحد والتحليل الحراري (DTA - TG ؛ V2.2A دوبونت 9900) تصل إلى 1200 درجة مئوية ، بمعدل التدفئة من 20 درجة مئوية / دقيقة في الهواء.   تم قياس حجم مساحيق resistivities النقي عن طريق النطاق العريض عازل مطياف (المفهوم - 40 ، Novocontrol محدودة) على تردد 10MHz.

ونتيجة المناقشات

وقد أجريت تجارب على تأثير مخفف على نسبة المواد الخام ، ودرجة الحرارة التكليس والسلائف ، و آل 2 يا 3 المنشطات.   مورفولوجيا للجسيمات بالغة الدقة والمكتل فضفاضة الجزيئات بسبب شكل أو micelle microfibril في السلائف.   أحجام الجسيمات ويتم الحصول على أكسيد الزنك في مجموعة من 40-290 نانومتر ، مع مساحة 3-22 م 2 / غ.   تم الحصول على حجم الجسيمات من 40 نانومتر من خلال تحديد شروط العملية التالية : اللب ، ونسبة 0.2 من تمييع ، شارع 2 O 3 ٪ من المنشطات مول 2.5 ، ودرجة الحرارة التكليس من 500 درجة مئوية.

ولوحظت ثلاث قمم الحيود بسبب ZnS لأنماط XRD العينات المعالجة عند 900 درجة مئوية ل2H تحت الغلاف الجوي تحتوي على الهيدروجين.   هذه القمم الإنحرافات ، ومع ذلك ، لا تراعى في 1000 درجة مئوية.   من ناحية أخرى ، يلاحظ أكسيد الزنك وZnAl 2 SO 4 قمم.   وتتحلل كمية صغيرة من مركبات الكبريت مثل ZnSO 4 و ZnS لأكسيد الزنك في حدود 750-1000 درجة مئوية. أفيد أن المقاومة عند زيادة حجم م 2 O 3 (M : الكروم ، آل) وأضيف إلى أكسيد الزنك.   وقد تم اختيار [سورة 2 (SO 4) 3 8H 2 O] كعامل المنشطات في هذه التجربة.   وقد تم تحليل عناصر القاعدة ، S ، الزنك ، O ، C باستخدام طريقة EDX كما هو مبين في الشكل 1.   وتم تحليل 2.45 ٪ شركة مول 2 O 3 في مسحوق أكسيد الزنك التي ICP (التعريفي اقترن البلازما) الأسلوب بعد اطلاق النار في 1000 درجة مئوية.

AZoJoMo -- AZoM جورنال أون لاين مواد -- تحليل الخرائط EDX 2.5 ٪ مول الحرارة مخدر Al2O3 مسحوق أكسيد الزنك معاملة في 1000 درجة مئوية.

AZoJoMo -- AZoM جورنال أون لاين مواد -- تحليل الخرائط EDX 2.5 ٪ مول الحرارة مخدر Al2O3 مسحوق أكسيد الزنك معاملة في 1000 درجة مئوية.

AZoJoMo -- AZoM جورنال أون لاين مواد -- تحليل الخرائط EDX 2.5 ٪ مول الحرارة مخدر Al2O3 مسحوق أكسيد الزنك معاملة في 1000 درجة مئوية.

AZoJoMo -- AZoM جورنال أون لاين مواد -- تحليل الخرائط EDX 2.5 ٪ مول الحرارة مخدر Al2O3 مسحوق أكسيد الزنك معاملة في 1000 درجة مئوية.

AZoJoMo -- AZoM جورنال أون لاين مواد -- تحليل الخرائط EDX 2.5 ٪ مول الحرارة مخدر Al2O3 مسحوق أكسيد الزنك معاملة في 1000 درجة مئوية.

AZoJoMo -- AZoM جورنال أون لاين مواد -- تحليل الخرائط EDX 2.5 ٪ مول الحرارة مخدر Al2O3 مسحوق أكسيد الزنك معاملة في 1000 درجة مئوية.

تعيين EDX الرقم 1. تحليل 2.5 ٪ الحرارة مول مخدر Al2O3 مسحوق أكسيد الزنك معاملة في 1000 درجة مئوية.

الشكل 2 يوضح SEM صورة مجهرية للحد من تعامل مساحيق الزنك.   لوحظ أن حجم الجسيمات من 2 آل O 3 أكسيد الزنك مسحوق مخدر يزيد مع زيادة درجة الحرارة التكليس.   كما هو مبين في الشكل 1 (ب) ، وبعض الجزيئات المعالجة عند 900 درجة مئوية ل500nm تنمو في الحجم.   من ناحية أخرى ، فإن جزيئات أخرى لا تزال في حجم 40nm حولها.

AZoJoMo -- AZoM جورنال أون لاين مواد -- micrographs SEM 2.5 ٪ Al2O3 مول مخدر أكسيد الزنك مساحيق المعالجة حراريا عند 900 درجة مئوية.

AZoJoMo -- AZoM جورنال أون لاين مواد -- micrographs SEM 2.5 ٪ Al2O3 مول مخدر أكسيد الزنك مساحيق المعالجة حراريا في 1000 درجة مئوية.

الشكل 2. micrographs SEM 2.5 ٪ مول آل 2 يا 3 مخدر مساحيق الزنك (أ) المعالجة حراريا عند 900 درجة مئوية و (ب) المعالجة حراريا في 1000 درجة مئوية.

ويبين الجدول 1 من 2 المقاومية حجم آل O 3 مساحيق الزنك مخدر.   وresistivities حجم مساحيق الزنك غير مخدر إعطاء نفس الترتيب من قيمة 10 7 سم Ω بغض النظر عن درجة الحرارة التكليس.   لا يمكن للمقاومة المنسدلة إلى 10 3 Ω ج م بعد المعالجة الحرارية في 1000 درجة مئوية.   هذه القيمة هي نفس القيمة تقريبا من المنتجات التجارية.   هذه المقاومة منخفضة ربما يرجع إلى تشكيل الشواغر في بنية شعرية الكريستال أكسيد الزنك.   زيادة حجم المقاومة من 2 آل O 3 أكسيد الزنك مسحوق مخدر مع الزيادات في مضمون القاعدة وخفض درجة الحرارة العلاج.

الجدول 1. resistivities حجم مساحيق الزنك التي أعدتها السلائف وعمليات التبخر.

Synthethis الأسلوب

العينات

حالة منشطات

حجم المقاومة / (Ω · سم)

عملية السلائف

40 نانومتر

Al2O3 مخدر ،
المكلس في 600 درجة مئوية

2.8 × 105

70 نانومتر

Al2O3 مخدر ،
العلاج في الحد من 800 درجة مئوية

3.1 × 104

70 نانومتر
+ 500 نانومتر

Al2O3 مخدر ،
العلاج في الحد من 1000 درجة مئوية

7.0 × 103

عملية التبخر
(المنتج التجاري)

0.3 ميكرومتر

بن 2 O 3 مخدر ،
العلاج في الحد من 1000 درجة مئوية

1.8 × 10 3

0.3 ميكرومتر

لا المنشطات ،
المكلس في 600 درجة مئوية

8.7 × 10 7

0.3 ميكرومتر

لا المنشطات ،
المكلس بنحو 800 درجة مئوية

6.0 × 10 7

0.3 ميكرومتر

لا المنشطات ،
المكلس في 1000 درجة مئوية

5.5 × 10 7

الاستنتاجات

لدينا عملية العضوي السلائف البوليمرية تمكن من إعداد حجم انتقائية من مساحيق الزنك nanosized على مجموعة من 40 إلى 200 نانومتر.   تبين أن يتم إنشاء تشكيل أكسيد الزنك في مرحلة البلورة 370 درجة مئوية ، ويتم الانتهاء من بلورة أكسيد الزنك في حوالي 1000 درجة مئوية من خلال تحليلات XRD ، SEM وTG DTA.   أحجام الكريستال من مساحيق الزنك nanosized تظهر اتجاها متزايدا مع ارتفاع درجات الحرارة التكليس 600-1000 درجة مئوية.   باستخدام آل 2 يا 3 المنشطات ، ومساحيق الزنك المنخفضة تعطي المقاومة الكهربائية من أجل من 10 3 Ω الطول وبنسبة أربعة أوامر من حجمها بالمقارنة مع تلك المقابلة آل 2 يا 3 مساحيق الزنك غير مخدر.

المراجع

1.        S. Monticone ، Tufeu R. ، وKanaev AV "، الطبيعة المعقدة للأشعة فوق البنفسجية والمرئية الإسفار من أكسيد الزنك النانوية الغروية" فيز ياء. الكيميائي. B ، 102 (1990) 2854-2862.

2.        EA Meulenkamp "توليف ونمو أكسيد الزنك النانوية" ، J. فيز. الكيميائي. B ، 102 (1998) 5566-5572.

3.        H. Rensmo ، keis K. ، يندستروم H. ، Södergren S. ، Solbrand A. ، A. Hagfeldt ، S.-E. محمد ليندكويست ، LN وانغ وM. ، "عالية الكفاءة تحويل الضوء إلى طاقة للخلايا الشمسية وبناء على أقطاب ذات البنية النانومترية أكسيد الزنك" ، فيز ياء. الكيميائي. B ، 101 (1997) 2598-2601.

4.        س. تشن ، RV كومار ، Gedanken ألف وزبان A. ، "Stnthesis Sonochemical من كرات بلورية Nanoporous أوكسيد الزنك وتطبيقها في صبغ محسس خلايا شمسية" ، J. علم اسرائيل. ، 41 (2001) 51-54.  

5.        T. مينامي "أكسيد الزنك الشفافة إجراء الأغشية الرقيقة" ، JPN. J. تطبيق ورقة. ف. ، 61 (1992) 1255-1258.

تفاصيل الاتصال

Takaki ماساكي

 

قسم علوم وهندسة المواد الجديدة

جامعة هالا

نجو 200-712

كوريا

 

البريد الإلكتروني : takakima@hit.halla.ac.kr

سو جونغ كيم

 

قسم علوم وهندسة المواد المتقدمة

جامعة هالا

نجو 200-712

كوريا

 

هيرونوري اتانابي

 

قسم التكنولوجيا

Okumura بوتقة المشارك المحدودة

537-0025 ، أوساكا

اليابان

 

كى مياموتو

 

مواد قسم التكنولوجيا

معهد بحوث تكنولوجيا لمحافظة أوساكا

594-1157 ، أوساكا

اليابان

مامورو اونو

 

قسم السيراميك

توراي مجموعة المهندس

كانساي تيك المحدودة

أوتسو ، 520-0865

اليابان

 

 

وقد نشرت هذه الورقة أيضا في شكل مطبوع في "التطورات في تكنولوجيا المواد ومواد المعالجة" (6) [1] (2004) 70-10.

 

Date Added: Sep 21, 2005

Last Update: 3. October 2011 05:02

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit