Wybrane metody badań struktury i własności cienkich warstw i powierzchni materiałów

• Autorzy: Kusiński J. , Chmielowska M. , Kopia A. , Kowalski K. , Chmielowski R.

Warianty tytułu

EN

Selected research methods of structure and properties of thin films and material surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i własności katalitycznych cienkich warstw CeO2 domieszkowanych Cu (6,5, 15, 21,5, 27% at.) wytworzonych techniką ablacji laserowej. Przeprowadzno analizę fazową na dyfaktometrze rentgenowskim, badania struktury na mikroskopach skaningowym i transmisyjnym, oraz własności katalitycznych, za pomocą spektroskopii w podczerwieni. Analiza wyników badań wykazała zmiany struktury, tekstury i własności katalitycznych wraz ze wzrostem zawartości miedzi w warstwach. Ponadto przeprowadzono badania transportu masy w wysokich temperaturach w warstwie przypowierzchniowej tlenku cyrkonu stabilizowanego itrem. Stwierdzono na powierzchni, przy pomocy metody AR-XPS, bardzo silną segregację krzemu, będącego tylko śladowym zanieczyszczeniem w objętości. Metodą SIMS badano dyfuzję tytanu i wapnia wewnątrz ziaren przyległych do powierzchni i wzdłuż granic ziarnowych.

EN

CeO2 thin films doped with copper were elaborated by Pulsed Laser Deposition with variable atomic fractions of Cu (6.5, 15, 21.5, 27% at). The thin films were characterized by means of scanning and high - resolution electron microscopy, x -ray diffraction analysis and infrared spetroscopy. The results of investigation showed structure, texture and catalytic properties modifications of the thin films with Cu content increase. Mass transport in the surface layer of yttria - stabilized zirconia was investigated at high temperatures. A very strong surface segregation of silicium, which is only a trace contamination in the bulk, was found. The diffusion of titanium and calcium in the bulk of grains adjacent to the surface and along grain boundaries was studied using the SIMS method.

Słowa kluczowe

PL

cienkie warstwy CeO2 domieszkowane Cu; mikrostruktura; katalizator; tlenek cyrkonu; segregacja; dyfuzja; XPS; SIMS

EN

thin films CeO2 oped Cu; microstructure; catalyst; zirconia; segregation; diffusion; XPS; SIMS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 71, nr 3
• Strony: 120--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Kusiński J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza - Kraków

autor

Chmielowska M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza - Kraków

autor

Kopia A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza - Kraków

autor

Kowalski K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza - Kraków

autor

Chmielowski R.

• Akademia Górniczo-Hutnicza - Kraków

Bibliografia

• 1. Kusiński J.: Lasery i ich zastosowanie w inżynierii materiałowej; wyd. Naukowe Akapit, Kraków 2000
• 2. Major B.: Ablacja i osadzanie laserem impulsowym, wyd. Naukowe Akapit, Kraków 2002
• 3. Klimczok M., Kopia A., Chmielowski R., Kusiński J., Suliga L: Structural analyses of pure and doped with Cu, CeO2 thin films deposited by means of laser ablation, Materials Chemistry and Physics t. 81, 2003, s. 558-561
• 4. Major B., Mróz W., Wierzchoń T.: Powłoki nowej generacji wytworzone na drodze ablacji i osadzania nanosekundowym laserem impulsowym, Inżynieria Powierzchni, 2002, nr 5
• 5. Kowalczyk J., Mazanek Cz.: Metale ziem rzadkich i ich związki, WNT Warszawa 1989
• 6. Edelstein A. S., Cammarata R. C. Ed, Nanomaterials: synthesis, properties and applications, IOP Institute of Physics publishing Bristol and Philadelphie, 1998
• 7. Knauth P, Schwitzgebel G., Tschope A., Villain S.: E.m.f. measurements on nanocrystalline copper-doped cerium oxide. J. Soi. State. Chem., t. 140, 1998, n° 2, s. 295-299
• 8. PalmqvistA. E. C., Johansson E. M., Jdras S. G., Muhammed M.: Total oxidation of methane over doped nanophase cerium oxides, t. 56, 1998, s. 69-75
• 9.Tschope A., Ying J. Y.: The effects of non-stechiometry and dopants in nanocrystalline cerium oxide-based catalysts on redox reactions, NanoStructured Materials, vol. 6, 1995, s. 1005-1008
• 10. Trovarelli A.: Catalytic properties of ceria and CeO2 - containing materials, Catalysis Review-Science and Engineering, t. 38, 1996, nr 4, s. 439-520
• 11. Mogensen M., Sammes N., Tompsett G.A.: Solid State lonics t. 192, 2000, s. 63-94
• 12. Yillain S., Leroux C., Musso J., Gavarri J. R., Kopia A., Klimczok M., Kusiński J.: Nanoparticles and thin films of cerium dioxides: relations between elaboration process and microstmcture, Journal of Metastable and Nanocrystalline Materials vol 12, 2002, s. 59-69
• 13. Kaspar J., Fornasiero P., Graziani M.: Catalysis Today t. 50, 1999, s. 285-298
• 14. Xiao-Min Lin, Li-Ping Li.: Transport property and Raman spectra of nanocrystalline solid solutions Ce0_8Nd„ 2 0 2_5 with different particle size, Materials and Chemistry and Physics t. 61, 2001, s. 236-240
• 15. Briggs D., Seah M. P. (Eds.): Practical Surface Analysis, Volume 1: Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy, Second Edition, John Wiley & Sons, 1990
• 16. Vickerman J. C. (Ed.): Surface Analysis -The Principal Technics, John Wiley & Sons, 1997
• 17. Bernasik A., Kowalski K., Sadowski A.: Surface segregation in yttria stabilized zirconia by means of angle resolved X-ray photoelectron spectroscopy, J. Phys. Chem. Solids, vol. 62, 2002, s. 233
• 18. Benninghofen A., Rudenauer F. G., Werner H. H.: Secondary Ion Mass Spectrometry, Basic Concepts, Instrumental Aspects, Applications and Trends, John Wiley & Sons, 1987
• 19. Briggs D., Seah M. P. (Eds.): Practical Surface Analysis, Volume 2: Ion and Neutral Spectroscopy, Second Edition, John Wiley & Sons, 1990
• 20. Kaur /., Gust W.: Fundamentals of grain and interface boundary diffusion, Ziegler Press, Stuttgart, 1988
• 21. Kowalski K., Bernasik A., Sadowski A.: Bulk and grain boundary diffusion of titanium in yttria stabilized zirconia, J. Europ. Ceram. Soc., vol. 20, 2000, nr 7, s. 951
• 22. Kowalski K., Bernasik A., Sadowski A.: Diffusion of calcium in yttria fully stabilized zirconia ceramics, J. Europ. Ceram. Soc., vol. 20, 2000, s. 2095