Gevorderd TEM onderzoek naar de elementaire plasticiteits mechanismen op nanoschaal in palladium dunne films.

Datum: 22 april 2015

Locatie: Campus Middelheim - Lokaal G0.10 - Middelheimlaan 1 - 2020 Antwerpen

Tijdstip: 16 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Fysica

Promovendus: Behnam Aminahmadi

Promotor: Dominique Schryvers & Hosni Idrissi

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Behnam Aminahmadi - Departement Fysica



Abstract

Pd is al enige tijd bekend als potentieel bruikbaar materiaal voor toekomstige waterstof technologieën. Dunne membranen van Pd kunnen een rol spleen bij waterstofzuivering en -detectie. Dit proefschrift richt zich in eerst instantie op de verwerking van Pd films. De invloed van de depositiesnelheid op de vorming van de groeitweelingen in nanokristallijne Pd films afgezet door opdampen met een elektronenbundel wordt onderzocht met transmissie elektronenmicroscopie. Op basis van de resultaten werd een optimale depositiesnelheid bepaald. Bovendien vertonen nanokristallijne systemen een matige tot hoge gevoeligheid aan  vervormingssnelheid bij kamertemperatuur wat kan helpen bij het herstellen van de taaiheid, hoewel dit in toepassingen een nadeel van kruip effecten kan hebben. Daarom is in dit project een nieuwe techniek voor het meten van spannings- en vervormingsevolutie genaamd "on-chip testen" gebruikt, waarmee voor het eerst ook in situ hoge resolutie transmissie elektronenmicroscopie waarnemingen werden uitgevoerd voor kruip-relaxatieexperimenten op vrijstaande stroken van nanokristallijn Pd. Grote kruipsnelheden, voornamelijk gecontroleerd door dislocatie gemedieerde processen, werden onverwacht waargenomen bij kamertemperatuur.

De mechanische stabiliteit en reactie op de waterstofdruk van Pd dunne films, vaak met een inwendige structuur op nanoschaal, is nog onvoldoende begrepen. In dit werk hebben we ook gevorderde transmissie elektronenmicroscopie karakteriseringen uitgevoerd op nanokristallijne Pd dunne films bereid met sputteren en gehydrateerd bij lage (α-fase transformatie) en hoge (β-fase transformatie) drukken uitgevoerd om de nanoplasticiteit te ontrafelen. Statistische analyses van de korrelgrootte / morfologie en de kristallografische structuur zijn uitgevoerd met behulp van geautomatiseerde kristaloriëntatie mapping transmissie elektronenmicroscopie terwijl aberratie gecorrigeerde hoge resolutie transmissie-elektronenmicroscopie werd gebruikt om de aard en de eigenschappen van de defecten gegenereerd tijdens hydratie / dehydratie cycli te ontrafelen. De resultaten lieten een sterke interactie van waterstof met uitgestrekte defecten zien en een duidelijk effect van waterstof op zowel de stabiele en instabiele stapelfout energieën in Pd. Deze resultaten voorspellen een belangrijke bijdrage van stapelfouten en vervormingstweelingen op het mechanische gedrag van nanokristallijne Pd films gehydrateerdin de β-fase bij onderwerping aan een extern aangelegde spanning.