وصف الهدف المركب للنيكل والحديد والموليبدينوم (هدف NiFeMo)
يتمتع الهدف المركب للنيكل والحديد والموليبدينوم (NiFeMo) بمجموعة فريدة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الناتجة عن تركيب السبائك الثلاثية، والتي تمثل غالبًا بصيغ مثل Ni80Fe15.5Mo4.5. يظهر هذا المادة تجانسًا هيكليًا استثنائيًا نتيجة عمليات المعالجة المعدنية المثلى، حيث يضمن التركيب الدقيق وتوزيع الأطوار المتجانس أداؤه المتسق خلال ترسيب الأفلام الرقيقة. تتسم المادة باستقرار حراري عالٍ، مما يسمح للحفاظ على سلامة الأبعاد تحت درجات الحرارة المرتفعة التي تواجهها عمليات الترسيب البخاري الفيزيائي (PVD)، بينما يقلل معامل التمدد الحراري المخصص من العيوب الناتجة عن الإجهاد في الطبقات المترسبة. تعود المتانة الميكانيكية للسبائك، والتي تتميز بزيادة القوة الشد ون硬ة (غالبًا ما تتجاوز 1400 ميجا باسكال في الأنظمة المماثلة عبر طريقة السبائك المسحوقة)، إلى تأثيرات تعزيز الحل الصلب من الموليبدينوم وتفاعلات المرحلة بين الفلزات. تنشأ مقاومة التآكل، التي تفوق الأنظمة الثنائية Ni-Fe، من قدرة الموليبدينوم على التمرير في البيئات المؤكسدة. تعرض المادة خصائص مغناطيسية قابلة للتعديل، حيث يساهم النيكل والحديد في السلوك المغناطيسي الناعم، بينما ينظم الموليبدينوم الاتجاه المغناطيسي والمقاومة. تضمن الموصلية الكهربائية العالية، جنبًا إلى جنب مع انخفاض مستوى الشوائب الداخلية (عادةً ≤99.95% نقاء)، النقل الفعال للإلكترونات خلال عمليات التفريغ. يتم التحكم بدقة في كثافة السبائك وإنتاجيتها خلال التفريغ من خلال تعديل التركيبة، مما يتيح معدلات ترسيب وتوافقًا متوقعين للأفلام. يضمن تحسين مورفولوجيا السطح عبر تقنيات المعالجة المتقدمة نعومة منخفضة للغاية (<0.5 ميكرون Ra)، مما يعد أمرًا حرجًا لنمو الأفلام الرقيقة الخالية من العيوب. تنشأ هذه الخصائص مجتمعة من التفاعل بين لزوجة النيكل، واستجابة الحديد المغناطيسية، وخصائص الموليبدينوم النارية داخل مصفوفة السبائك.
مواصفات هدف Nickel Iron Molybdenum (هدف NiFeMo)
الخصائص
|
تركيب كيميائي
|
Ni، Fe، Mo
|
|
نقاء
|
99.9%
|
|
شكل
|
قرص مسطح
|
*تستند المعلومات المتعلقة بالمنتج أعلاه إلى بيانات نظرية. للاستفسارات والمتطلبات الخاصة، يرجى الاتصال بنا.
الأبعاد
|
سمك
|
3 ملم (يمكن تخصيصها)
|
|
قطر
|
50.8 ملم (يمكن تخصيصها)
|
تطبيقات هدف Nickel Iron Molybdenum (هدف NiFeMo)
- يظهر هدف النيكل والحديد والموليبدينوم (NiFeMo) تطبيقات متعددة في مجالات التكنولوجيا المتقدمة، مستفيدًا من خصائصه المصممة بدقة. في الإلكترونيات، تجعل أداؤه المغناطيسي المتفوق وموصلية الكهربائية العالية منه عنصرًا لا غنى عنه في تصنيع وسائط التخزين المغناطيسية (مثل طبقات تسجيل الأقراص الصلبة) وأفلام المستشعرات، حيث يمكن التحكم بدقة في الاتجاه المغناطيسي والمقاومة عبر الترسيب البخاري الفيزيائي (PVD) لتحقيق حلول تخزين بيانات عالية الكثافة. فيما يتعلق بالطلاءات البصرية، تعمل الأفلام المترسبة من NiFeMo كطبقات مضادة للانعكاس، وطلاءات عاكسة للأشعة تحت الحمراء، وأقطاب موصلة شفافة، لا سيما في الشاشات المرنة وطبقات تحسين الواجهات للخلايا الشمسية.
- في التحفيز، تعتمد تفاعلية سطح المادة ومقاومة التآكل على استخدامها في المحفزات الكهربائية، مثل أقطاب تفاعل تطور الأكسجين (OER) لتحليل الماء والدعم المحفز متعدد الوظائف في خلايا الوقود. ضمن أنظمة الطاقة المتجددة، تتيح الأهداف NiFeMo ترسيب طبقات موصل التيار لبطاريات أيونات الليثيوم وواجهات البطارية الصلبة، مع ضمان توافق التركيبات القابلة للتعديل مع الكهارل المختلفة. تستفيد التطبيقات الصناعية من متانتها الميكانيكية، المستمدة من السبائك العالية القوة المماثلة (مثل الصلب Ni-Mo)، لإنشاء طلاءات مقاومة للتآكل وطلاءات حماية عالية الحرارة لشفايات محركات الطائرات أو الطبقات المقاومة للتآكل في معدات أشباه الموصلات.
- بدعم من Stanford Advanced Materials والخبرة الفنية، تقدم حلولًا قابلة للتخصيص - بما في ذلك ضبط محتوى الموليبدينوم لتحسين مقاومة التآكل، وتحسين البنية الدقيقة (مثل التحكم في حجم الحبيبات للتقليل من عيوب الفيلم) والأشكال المتنوعة (أهداف مسطحة، دوارة أو أنبوبية) - تلبي كل من طلبات البحث والتطوير والمقياس الصناعي. تتراوح الأمثلة من الطلاءات الموحدة الرقيقة جدًا للإلكترونيات المرنة إلى أهداف بتراكيب متدرجة للأجهزة عالية الحرارة. تبرز التطبيقات الناشئة في التصنيع الإضافي (مثل التراص بالليزر) والأنظمة الميكروإلكتروميكانيكية (MEMS) إمكانياتها متعددة التخصصات.
تغليف هدف Nickel Iron Molybdenum (هدف NiFeMo)
تُعبأ منتجاتنا في كراتين مخصصة بأحجام متنوعة بناءً على أبعاد المادة. يتم تعبئة العناصر الصغيرة بأمان في صناديق PP، بينما توضع العناصر الأكبر في صناديق خشبية مخصصة. نضمن الالتزام الصارم بتخصيص التعبئة واستخدام المواد المناسبة للعزل لتوفير حماية مثلى أثناء النقل.
التعبئة: كرتون، صندوق خشبي، أو مخصص.
عملية التصنيع
1. تدفق عملية التصنيع الموجزة
2. طريقة الاختبار
- تحليل التركيب الكيميائي - يتم التحقق باستخدام تقنيات مثل GDMS أو XRF لضمان الالتزام بمتطلبات النقاء.
- اختبار الخصائص الميكانيكية - يشمل اختبارات القوة الشد، والقوة المحورية، والانبعاث لقياس أداء المادة.
- فحص الأبعاد - يقيس السمك، والعرض، والطول لضمان الالتزام بالتسامحات المحددة.
- فحص جودة السطح - يتحقق من العيوب مثل الخدوش، والشقوق، أو الشوائب من خلال الفحص البصري والموجي فوق الصوتي.
- اختبار الصلابة - يحدد صلابة المادة للتأكد من الاتساق والموثوقية الميكانيكية.
الأسئلة الشائعة حول هدف Nickel Iron Molybdenum (هدف NiFeMo)
س1: ما هو هدف النيكل والحديد والموليبدينوم (NiFeMo)؟
ج1: هدف NiFeMo هو هدف ترسيب سبيكة عالية النقاء تتكون من النيكل (Ni)، الحديد (Fe)، والموليبدينوم (Mo)، مصمم لعمليات ترسيب الأفلام الرقيقة مثل الترسيب البخاري الفيزيائي (PVD).
س2: ما هي الصناعات التي تستخدم أهداف NiFeMo؟
ج2: تشمل التطبيقات الرئيسية الإلكترونيات (التخزين المغناطيسي، المستشعرات)، البصريات (الطلاءات المضادة للانعكاس، الطبقات الموصلية الشفافة)، التحفيز (أقطاب لتحليل الماء)، الطاقة المتجددة (طلاءات البطاريات)، والطلاءات الحامية الصناعية (الطيران، معدات أشباه الموصلات).
س3: ما هي المزايا الأداء الرئيسية لأهداف NiFeMo؟
ج3: تجانس هيكلي عالي وثبات حراري لعمليات ترسيب الأفلام الرقيقة المتسقة
زيادة القوة الميكانيكية (مثل تعزيز الحل الصلب من Mo)
مقاومة تآكل متفوقة مقارنة بسبيكة Ni-Fe الثنائية
خصائص مغناطيسية وكهربائية قابلة للتعديل للتطبيقات المتخصصة
جدول مقارنة الأداء مع المنتجات التنافسية
هدف Nickel Iron Molybdenum (هدف NiFeMo) مقابل المواد المنافسة: مقارنة الأداء
|
الخاصية
|
هدف NiFeMo
|
المنتجات المنافسة
|
مزايا الأداء
|
|
النشاط التحفيزي
|
تحسين تفاعل تطور الهيدروجين (HER) نتيجة للتفاعل المتكامل بين Ni/Fe/Mo
|
Mo النقي: مواقع نشطة محدودة؛ سبائك Ni-Fe: تفاعلية سطحية أقل بسبب Mo
|
يظهر NiFeMo انخفاضًا في جهد التشغيل (~30% انخفاضًا) وكثافة تيار أعلى مقارنةً بـ MoS₂ النقي. توفر جسيمات النيكل مواقع نشطة إضافية، مما يحسن من حركية نقل الشحنات.
|
|
القوة الميكانيكية
|
قوة شد عالية (~1400 ميجا باسكال) بفضل تعزيز الحل الصلب من Mo
|
سبائك Ni-Mo: ~1200 ميجا باسكال؛ سبائك Fe-Mo: ~1000 ميجا باسكال
|
يعزز محتوى Mo الصلابة ومقاومة الزحف عند درجات الحرارة العالية (حتى 700 درجة مئوية). تفوق على سبيكة Ni-Fe الثنائية في التطبيقات الحاملة للحمل.
|
|
الثبات الحراري
|
تحافظ على تكامل الهيكل حتى 800 درجة مئوية
|
Mo النقي: يطرى فوق 600 درجة مئوية؛ سبائك Ni-Fe: عدم استقرار الطور فوق 500 درجة مئوية
|
يستقر Mo الحدود الحبيبية، مما يقلل من عدم تطابق التمدد الحراري. تظهر أهداف Mo المعالجة بالتبخير الضغط المنخفض (LPPS) ثباتًا مماثلاً ولكن بدون القدرة على تعديل السبائك.
|
|
اتساق الترسيب
|
بنية متناهية الصغر (<0.4 ميكرون) بإنتاجية متجانسة للتفريغ
|
أهداف Mo ذات الحبيبات الخشنة: ~1.5 ميكرون حجم الحبيبة؛ Ni-Fe: مسامية متغيرة (~2-5%)
|
يضمن حجم الحبيبات الأصغر ومحتوى الأكسجين المتحكم فيه (~0.18%) ترسيب أفلام رقيقة متجانسة (مثل أفلام Mo بسمك 700 نانومتر مع خشونة Ra <0.5 ميكرون).
|
|
مقاومة التآكل
|
تحسن مقاومة التآكل في البيئات المؤكسدة بمساعدة تمرير Mo
|
سبائك Ni-Fe: عرضة للتآكل؛ Mo النقي: مقاومة أكسدة محدودة
|
تمنع الطبقات السطحية الغنية بـ Mo التدهور في الظروف الحمضية/القلوية. أظهرت استقرارًا في تحفيز HER لأكثر من 100 ساعة.
|
|
قابلية التخصيص
|
يمكن ضبط محتوى Mo (على سبيل المثال، 4.5-25%) وأشكال الأهداف (مسطحة/دوارة)
|
سبائك ثنائية (Ni-Mo/Fe-Mo): مرونة تركيب محدودة
|
تقدم Stanford Advanced Materials حلولًا مخصصة للتكوين المحدد (على سبيل المثال، Ni80Fe15.5Mo4.5) وتوافق الركيزة، على عكس الأنودات الصناعية السطحية الثابتة.
|
|
الكفاءة من حيث التكلفة
|
اعتماد أقل على البلاتين مقارنةً بمحفزات Pt-MoS₂
|
محفزات معدلة بـ Pt: تكلفة أعلى من 3-5×
|
تصل كفاءة NiFeMo إلى 85-90% من كفاءة Pt-MoS₂ في تطور الهيدروجين بتكلفة أقل بنسبة 40%، مما يجعلها قابلة للتطبيق في إنتاج الهيدروجين على نطاق واسع.
|
معلومات ذات صلة
- المواد الخام - النيكل
الخصائص الأساسية
العدد الذري: 28
الوزن الذري: 58.69 جرام/مول
الكثافة: 8.908 جرام/سم³
نقطة انصهار: 1455 درجة مئوية
الخصائص: فضي-أبيض، مغناطيسي (عند درجة حرارة الغرفة)، قابل للتشكيل، لدن، ومقاوم للتآكل. مستقر في الهواء تحت الظروف القياسية.
حالات الأكسدة: بشكل رئيسي +2؛ أحيانًا +1، +3، أو +4.
الخصائص الكيميائية
مقاومة للتآكل: يشكل طبقة أكسيدية واقية (NiO) في الهواء الرطب؛ مقاومة معتدلة للأحماض والقواعد (يتم تمريرها بواسطة حمض النيتريك المركز).
قدرة السبائك: تتشكل بسهولة مع الحديد، والنحاس، والكروم (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، Nitinol).
النشاط التحفيزي: يُستخدم على نطاق واسع في تفاعلات الهدرجة (مثل تصلب الزيوت النباتية).
التطبيقات
إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ (يمثل أكثر من 70% من استهلاك النيكل العالمي): يعزز مقاومة التآكل والقوة الميكانيكية.
مواد البطارية: عنصر رئيسي في بطاريات النيكل-النيكل (NiMH) وبطاريات الليثيوم-أيون (مثل كاثودات NMC).
الطلاء الكهربائي: طلاء النيكل للحماية من التآكل والتشطيب الزخرفي.
سبائك عالية الحرارة: تُستخدم في محركات الطائرات، والتوربينات الغازية، والمفاعلات النووية لمقاومة الحرارة.
المحفزات: العمليات الهدرجة الصناعية وإزالة الكبريت في تكرير البترول.
الموارد والإنتاج
الاحتياطيات الرئيسية: إندونيسيا (أكبر احتياطيات عالمية)، الفلبين، روسيا.
أشكال التعدين: خامات الكبريت (مثل البنتلانديت) وخامات لاحقة (أكاسيد).
المخاوف البيئية: يؤدي صهر النيكل إلى انبعاثات من أكاسيد الكبريت (SOx) والملوثات الثقيلة.
- المواد الخام - الحديد
الخصائص الفيزيائية
- الكثافة: ~7.87 جرام/سم³
- نقطة الانصهار: 1538 درجة مئوية
- نقطة الغليان: 2862 درجة مئوية
- المغناطيسية: مغناطيسي عند درجة حرارة الغرفة (حتى ~770 درجة مئوية، نقطة كوري)
- الشكل: رمادي فضي عند القطع حديثًا، ولكنه يتأكسد بسهولة في الهواء.
الخصائص الكيميائية
- يشكل الحديد أكاسيدًا بسهولة، مثل Fe₂O₃ (الصدأ) وFe₃O₄، خصوصًا في الهواء الرطب.
- يوجد عادةً في حالات الأكسدة +2 و+3 في المركبات (Fe²⁺، Fe³⁺).
- يتفاعل مع الأحماض المخففة لإنتاج غاز الهيدروجين.
- على الرغم من أنه تفاعلي، يُكون طبقة خاملة في بعض البيئات ويمكن أن تحميه من المزيد من التآكل.
الأهمية الصناعية
- إنتاج الفولاذ: الحديد هو المكون الرئيسي في صناعة الفولاذ، حيث يتم سبكه مع الكربون وعناصر أخرى لإنتاج مجموعة متنوعة من المواد الهيكلية.
- المواد المغناطيسية: بسبب خصائصه المغناطيسية، يُستخدم في المحولات، والمحركات، وتخزين البيانات.
- الإلكترونيات والأفلام الرقيقة: تُستخدم الحديد وسبائكه (مثل NiFe، FeCr) كأهداف لتفريغ وطلاءات للتطبيقات المغناطيسية والهيكلية.
- المحفزات: يُستخدم في العمليات الكيميائية مثل عملية هابير-بوش لتوليد الأمونيا.
الدور البيولوجي
- يعد الحديد عنصرًا أساسيًا للحياة، ويلعب دورًا مركزيًا في نقل الأكسجين (الهيموغلوبين)، ووظيفة الإنزيمات، والأيض الخلوي.
السلامة والتعامل
- يعتبر الحديد المعدني بشكل عام آمنًا وغير سام، ولكن يجب التعامل مع الغبار الناعم في بيئات محكمة السيطرة.
- المواد الخام - الموليبدينوم
الخصائص الفيزيائية
- الكثافة: ~10.2 جرام/سم³
- نقطة الانصهار: 2623 درجة مئوية (إحدى أعلى النقاط بين المعادن)
- نقطة الغليان: 4639 درجة مئوية
- الصلابة: قوة وصلابة عالية، خصوصًا عند درجات الحرارة المرتفعة
- الموصلية الحرارية والكهربائية: موصل جيد للحرارة والكهرباء؛ الموصلية الحرارية ~138 واط/م·ك
الخصائص الكيميائية
- يكون الموليبدينوم خاملاً نسبيًا في الهواء والماء عند درجة حرارة الغرفة.
- يُشكل أكاسيد مستقرة (خاصة MoO₃) ومقاوم للعديد من الأحماض، خاصةً عند سبكه.
- حالات الأكسدة الشائعة هي +4 و+6، مع وجود Mo⁶⁺ بشكل شائع في المركبات.
التطبيقات الصناعية
- وكيل سبائك: يُستخدم على نطاق واسع في إنتاج الفولاذ والسبائك الفائقة لتعزيز القوة، والصلابة، ومقاومة التآكل.
- الإلكترونيات والأفلام الرقيقة: يعتبر Mo مادة رئيسية في أهداف التفريغ الخاصة بالوصلات نصف الموصلة، وأقطاب TFT الخلفية، والخلايا الشمسية نظرًا لموصلتيته ولصقها.
- المكونات عالية الحرارة: مثالي لأجزاء الأفران، والخيوط، ومكونات الفضاء التي تتعرض لدرجات حرارة قصوى.
- التحفيز: تُستخدم مركبات الموليبدينوم كمحفزات في تكرير النفط والتوليف الكيميائي.
سمات أخرى
- التوافق مع الفراغ: ممتاز للاستخدام في البيئات الفراغية نظراً لضغط بخار منخفض.
- قابلية التشغيل: على الرغم من أنه صلب، يمكن تشغيل Mo بوسائل مناسبة للحل وللعناية.
- الدور البيولوجي: كميات ضئيلة ضرورية في الأيض البشري والحيواني، حيث تشارك في وظائف الإنزيمات.
