Kerámia-szén nanokompozitok vizsgálata kisszög neutronszórással

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Kerámia-szén nanokompozitok vizsgálata kisszög neutronszórással"

Mária Nemes
4 évvel ezelőtt
Látták:

1 Kerámia-szén nanokompozitok vizsgálata kisszög neutronszórással 1 Tapasztó Orsolya 2 Tapasztó Levente 2 Balázsi Csaba 2 1 MTA SZFKI 2 MTA MFA

2 Tartalom 1 Nanokompozit kerámiák 2 Kisszög neutronszórás alapjai 3 SANS-vizsgálatok

3 motiváció Nanorészecskék módosító hatása a kerámiákban Makroszkópikus tulajdonságok Elektromos vezet képesség H vezet képesség Mechanikai tulajdonságok: Keménység Szilárdság Rugalmasság Felületi érdesség, súrlódási eggyüttható

4 motiváció Nanorészecskék módosító hatása a kerámiákban Makroszkópikus tulajdonságok Elektromos vezet képesség H vezet képesség Mechanikai tulajdonságok: Keménység Szilárdság Rugalmasság Felületi érdesség, súrlódási eggyüttható Szükség van: Szerkezeti ismeretekre Új mérési módszerekre A nanoszerkezet és a makroszkópikus tulajdonságok közötti kapcsolatra A nanoszerkezetet befolyásoló technológiákra

5 SIN-C Kerámia összetétele Kerámia Si 3 N 4 mátrix Al 2 O 3,YO 2 adalék Szén nanorészecske módosítók

6 SIN-C Kerámia összetétele Kerámia Si 3 N 4 mátrix Al 2 O 3,YO 2 adalék Szén nanorészecske módosítók Módosítók ( 1-3 %) SWCNT (egyfalú nanocs ) MWCNT (többfalú nanocs ) FLG (néhány-réteg grafén)

7 SIN-C Nanoszerkezet Kérdések Részecskék eloszlása Aggregátumok jelenléte Aggregátumok alakja, mérete

8 SIN-C Nanoszerkezet Kérdések Részecskék eloszlása Aggregátumok jelenléte Aggregátumok alakja, mérete Vizsgálatok SEM (töret) SANS (tömbi)?? (TEM, csiszolat, SAXS...)

9 SIN-C Nanoszerkezet Kérdések Részecskék eloszlása Aggregátumok jelenléte Aggregátumok alakja, mérete Vizsgálatok SEM (töret) SANS (tömbi)?? (TEM, csiszolat, SAXS...)

10 Small Angle Neutron Scattering SANS

11 Dirakció Bejöv hullám: síkhullám

12 Dirakció Bejöv hullám: síkhullám Mintát leírja: b - szóráshossz, ρ - szóráshosszs r ség

13 Dirakció Bejöv hullám: síkhullám Mintát leírja: b - szóráshossz, ρ - szóráshosszs r ség

14 Dirakció Bejöv hullám: síkhullám Mintát leírja: b - szóráshossz, ρ - szóráshosszs r ség q = 4π sin θ λ Fáziskülönbség a detektorban: qr Ψ(q) = ρ(r)e iqr

15 Dirakció Bejöv hullám: síkhullám Mintát leírja: b - szóráshossz, ρ - szóráshosszs r ség q = 4π sin θ λ Fáziskülönbség a detektorban: qr Ψ(q) = ρ(r)e iqr I (q) = Ψ(q) 2 = p(r)e iqr p(r) =< ρ(r), ρ(r r > R A szórt intenzitás a minta autokorrelációs függvényének Fourier-Transzformáltja

16 Kisszög szórás I (q) = Ψ(q) 2 = p(r)e iqr nanoméret: "nagy részecskék" kis q q = 4π sin θ λ nagy hullámhossz - kis szórási szög

17 Kisszög szórás

18 Kisszög szórás Fraktálszer eloszlás Bizonyos mérethatárok között önhasonló rendszer Exponenciális lecsengés a szórásfüggvényben (Porod-törvény) I (q) = Aq 6 D Felületi fraktál D-fraktáldimenzióval I (q) = Aq D Térfogati fraktál D-fraktáldimenzióval

19 Neutron Izotópérzékenység (izotóp helyettesítés) Mágneses érzékenység Könny elemek vizsgálata Roncsolásmentes,ismételhet

20 Yellow submarine

21 Mérések

22 SWCNT O. Tapasztó et al. Appl. Phys. Lett. 93, (2008) Felületi fraktál - SWCNT agglomerátumok vékony rétegben hálózatban helyezkednek el a krisztallitok felületén

23 SWCNT E. Zapata-Solvas et al. J. Matter Sci. 45, 2258 (2009) Felületi fraktál - SWCNT agglomerátumok vékony rétegben hálózatban helyezkednek el a krisztallitok felületén

24 MWCNT O. Tapasztó et al. Chem. Phys. Lett. 511, 340 (2011) Térfogati fraktál - MWCNT agglomerátumok a krisztalitok között

25 FLG O. Tapasztó et al. Chem. Phys. Lett. 511, 340 (2011) Felületi fraktál - Egyedüli FGL darabok a krisztalitok felületén laza hálózatban

26 Mechanikai tulajdonságok tükrözik a diszpergáltságot

27 Összefoglalás A SANS jó mérési módszernek bizonyult a nanokompozit kerámiák szerkezetének vizsgálatában Teljes vizsgálathoz kisebb q szükséges (VSANS, USANS) Korrelációt találtunk a nanoszerkezet és a mechanikai tulajdonságok között

28 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET

Hasonló dokumentumok

Szén nanoszerkezetekkel adalékolt szilíciumnitrid. Tapasztó Orsolya

Szén nanoszerkezetekkel adalékolt szilíciumnitrid nanokompozitok PhD tézisfüzet Tapasztó Orsolya Témavezető: Dr. Balázsi Csaba MTA TTK Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet Budapest 2012 A kutatások