Preparation and complex characterisation of carbon based nano-composites  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
43359
Type K
Principal investigator Bertóti, Imre
Title in Hungarian Szén alapú nano-kompozitok előállítása és komplex szerkezeti jellemzése
Title in English Preparation and complex characterisation of carbon based nano-composites
Panel Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent Institute of Materials and Environmental Chemistry (Research Center of Natural Sciences)
Participants Koós, Margit
Mohai, Miklós
Pócsik, István
Tóth, András
Ujvári, Tamás
Veres, Miklós
Starting date 2003-01-01
Closing date 2006-12-31
Funding (in million HUF) 10.330
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A gyorsuló műszaki-technológiai fejlődés növekvő igényeket támaszt az új, különleges tulajdonságú anyagok iránt. Ezek között kitüntetett helyet foglalnak el a szénalapú rendszerek, és különösen azok vékonyrétegei. A szén kémiai kötésviszonyaitól függően igen változatos szerkezetű, mely a gyémánt, és gyémántszerű (DLC), grafit és fullerén-szerű módosulatokig terjedhet, melyek kialakulása befolyásolható az előállítás körülményeivel és adalékanyagokkal. Az elvégzett kutatások eredményként megvalósítottuk a szén-alapú nanokompozitok vékonyrétegeinek plazmás-ionsugaras aktivációval, magnetronos porlasztással és plazmaimmerziós ionimplantációval való előállítását. Feltártuk a rétegnövesztés egyes paramétereinek hatását a rétegek összetételére, kémiai kötés- és elektronszerkezetére. Modellrendszereken kimutattuk, hogy a DLC rétegek különböző kémiai kötésszerkezetű nanométeres klaszterekből épülnek fel és így szerkezeti nanokompozitoknak tekinthetők. A különböző prekurzorokból előállított Si adalékot tartalmazó DLC rétegek amorf szerkezetűek. A szilícium befolyásolja a szénklaszterek kötésszerkezetét, a Si eloszlása atomi szinten nem egyenletes, ugyanakkor nem képez többatomos elemi Si-Si és Si-C klasztereket. A rétegek alkalmazási szempontból előnyös nanomechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az átmeneti fém (W, Cr, Ni) tartalmú szénrétegek közül a Si tartalmúak 1-5 nm-es klasszterekből álló amorf, míg a csak Ni tartalmúak részben kristályos szerkezetűek.
Results in English
Novel materials with exceptional properties are required by the accelerating technical development. In this project carbon based systems, especially their thin layers, have outstanding importance. The chemical bonding structure of the carbon may have a great variety, ranging from the diamond and diamond like systems to the graphitic and fullerene like systems, development of which can be influenced by the preparation conditions and additives. The preparation facilities and conditions for deposition of carbon based thin layers were developed by plasma and ion beam activation, by magnetron sputtering, and also by plasma immersion ion implantation. It was established that the DLC layers are built of nanometre size clusters of different chemical bonding environments. The Si containing DLC layers prepared from various precursors are amorphous. The Si additive influences the chemical bond structure of the carbon clusters; the distribution of Si is not homogeneous, however, it does not form multi-atomic Si-Si or SiC clusters. The layers posses beneficial nanomechanical properties. The carbon layers doped with transition metals (W, Cr, Ni) are also amorphous with 1-5 nm sized clusters, while the Ni containing layers are partially crystalline.
Full text http://real.mtak.hu/1034/
Decision
Yes





 

List of publications

  
M. Füle, S. Tóth, M. Veres, I. Pócsik, M. Koós: Two Band Structure of the Photoluminescence Excitation Spectrum of the Composite Bands in a-C:H Luminescence, Diam Relat Mater 14 (2005) 1041–1046, 2005
T.Ujvári, A.Tóth, Gy.J.Kovács, G.Sáfrán, O.Geszti, G.Radnóczi, I.Bertóti: Composition, Structure and Mechanical Property Analysis of DC Sputtered CNxNi Nanocomposite Layers, Surf. Interface Anal. 36, 760-764 (2004), 2004
G.Radnóczi, Gy.J.Kovács, G.Sáfrán, K.Sedlácková, O.Geszti, T.Ujvári, I. Bertóti: Structure and properties of carbon based nanocomposite films, közlésre elfogadva:Proc. NATO ARW, Kiev, 2003. szept- 8-13. Kluver Publishers, 2003
M.Veres, M.Füle, S.Tóth, M.Koós, I.Pócsik, J.Kokavecz, Z.Tóth, G.Radnóczi: Simultaneous Preparation of amorphous Solid Carbon Films, and their Cluster Building Blocks, J Non-Cryst Solids 351 (2005) 981–986, 2005
G.J.Kovács, G.Sáfrán, O.Geszti, T.Ujvári, I.Bertóti, G.Radnóczi: Structure and mechanical properties of carbon-nickel and CNx-nickel nanocomposite films, Surf. Coat. Technol. 180-181, 331-334 (2004), 2004
M. Veres, M. Koós, S. Tóth, M. Füle, A. Tóth, M. Mohai, I. Bertóti: Characterization of a-C:H and oxygen containing Si:C:H films by Raman Spectroscopy and XPS, Diam Relat Mater 14, 1051-1056 (2005), 2005
A.Tóth, M.Mohai, T.Ujvári, I.Bertóti: Nanomechanical properties of silicon-, oxygen- and nitrogen-containing a-C:H films prepared by RF plasma beam CVD, Thin Solid Films 482, 188-191 (2005), 2005
M.Veres,M.Füle, S.Tóth, M.Koós, I.Pócsik: Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) Investigation of Amorphous Carbon, Diam Relat Mater 13, 1412-1415 (2005), 2005
A.Tóth, M.Mohai, T.Ujvári, I.Bertóti: Chemical structure of silicon-, oxygen- and nitrogen-containing a-C:H films prepared by RF plasma beam CVD, Thin Solid Films 482, 183-187 (2005), 2005
M.Veres, M.Füle, S.Tóth, I.Pócsik, M.Koós, A.Tóth, M.Mohai, I.Bertóti: Raman scattering of ultra-high molecular-weight polyethylene treated by plasma based ion implantation, Thin Solid Films 482, 211-215 (2005), 2005
A.Tóth, M.Mohai, T.Ujvári, I Bertóti: Surface and nanomechanical properties of Si:C:H films prepared by RF plasma beam CVD, Diam Relat Mater 14, 954-958 (2005), 2005
I.Pócsik, M.Veres, M.Füle, S.Tóth, M.Koós: Specific Statistical Features of Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) Spectra of Graphite, J Non Cryst Solids 338-340, 496-498 (2004), 2004
M. Veres, M. Kooós, N. Orsós, S. Tóth, M. Füle, M. Mohai, I. Bertóti: Incorporation of Si in a-C:Si:H films monitored by infrared excited Raman scattering, Diamond and Related Materials 15, 932-935 (2005), 2005
M.Veres, S. Tóth, M. Füle and M. Koós: Thickness Dependence of the Structure of a-C:H Thin Films Prepared by RF-CVD Evidenced by Raman Spectroscopy, J. Non-Cryst. Solids 352, 279-283 (2006), 2006
S.Tóth, M.Füle, M.Veres, I.Pócsik, M.Koós, A.Tóth, T.Ujvári, I.Bertóti: Photoluminescence of ultra-high molecular weight polyethylene modified by fast atom bombardment, Thin Solid Films 497, 279-283 (2006), 2006
A.Tóth, M.Mohai, T.Ujvári, I.Bertóti: Composition, structure and nanomechanical properties of C-Si-N thin films deposited by ion implantation assisted plasma beam CVD, Surface and Coatings Technology 200, 6420-6424 (2006), 2006
T.Ujvári, A.Tóth, M.Mohai, I.Bertóti: Analysis of the nanomechanical properties of fast atom beam (FAB) treated ultrahigh molecular weight polyethylene, Surface and Interface Analysis 38, 894-897 (2006), 2006
A.Tóth, M.Mohai, T.Ujvári, I.Bertóti: Advanced surface modification of ultra-high molecular weight polyethylene by helium plasma immersion ion implantation, Polymers for Advanced Technologies 17, 898-901 (2006), 2006
I.Bertóti, M.Mohai, A.Tóth, T.Ujvári: Nitrogen PBII modification of ultra-high molecular weight polyethylene: composition, structure and nanomechanical properties, Surface and Coatings Technology (nyomdában) doi:10.1016/j.surfcoat.2006.09.022, 2006
A.Tóth, I.Bertóti, M.Mohai, T.Ujvári: Surface modification of polyethylene by nitrogen PIII: surface chemical and nanomechanical properties, Materials Science Forum 537-538, 255-262 (2007), 2006
Gy.J.Kovács, I.Bertóti, G.Radnóczi: XPS study of carbon-nickel nanocomposite films, phys. stat. sol. (RRL) (beküldve), 2007



Back »