Nanokristalline Werkstoffe hergestellt mit dem Thermischen HF‐Plasma

Abstract

Das induktiv gekoppelte Plasma (ICP) eignet sich unter atmosphärischen Bedingungen besonders für das Aufschmelzen und Verdampfen von Werkstoffen. Das elektrodenlose ICP kann ohne Ausnahme mit beliebigen Gasgemischen betrieben werden. Mit der Verwendung eines Argon-Sauerstoff Hüllgasgemisches des ICP werden Reaktion metall-organischer, flüssiger Precursoren, die in den heißen Plasmakern injiziert werden, nanokristalline Schichten erzeugt. Für den Beschichtungsprozess wir ein Ü berschallplasmastrahl eingesetzt. Durch den Aufprall der Partikel auf dem Substrat, das direkt am Düsenausgang des Plasmatrons positioniert ist, werden dünne Schichten hoher Dichte mit Kristallitgrössen von 30-40 nm erzeugt. Die Struktur und Korngrössen der abgeschiedenen Schichten werden mittels XRD analysiert.Schlagworte: Termisches HF-Plasma, nanokristalline Schichten, Ü berschallplasmastrahl, Titandioxid (TiO 2 ), PerowskitThe Inductively Coupled Plasma (ICP) at atmospheric pressure is particularly suited for melting and evaporation of materials. The electrodeless ICP can be generated without limitation of the kind of plasma forming gases. Therefore, using an argon-oxygen gas mixture as sheath gas of the ICP nanophase coatings can be processed by synthesis with metal-organic liquid precursors injected in the hot plasma core. For depositions, the plasma jet has to be supersonic. For particles which impinge onto the substrate placed near the nozzle exit of the plasma torch thin and dense coatings are obtained with crystallite sizes of 30-40 nm. The composition and the grain size of as-deposited coatings are analyzed by XRD.