ساخت نانو پوشش‌های سرامیكی بدون ترك

به گزارش نما به نقل از باشگاه خبرنگاران؛ محققان دانشگاه صنعتی شریف با همکاری پژوهشکده لیزر و اپتیک، موفق به ساخت پوشش‌ سرامیکی عاری از ترک شدند.

تیتانات باریم یک سرامیک اکسیدی است که خواص متنوع و مطلوبی نظیر ضریب دی‌الکتریک بالا و تلفات الکتریکی کم، سبب شده تا این ماده مهم‌ترین جز، جهت ساخت خازن‌های سرامیکی، خصوصاً خازن‌های چند‌لایه سرامیکی (MLCC)، باشد.‌ علاوه‌بر آن، تیتانات باریم یکی از مهم‌ترین اجزای ساخت ردیاب‌های فرو سرخ، دستگاه‌های الکترواپتیک، حافظه‌های فروالکتریک و حسگرهای دمایی، رطوبتی و گاز است. در این پژوهش تلاش شده است تا پوشش‌های بسیار نازک تیتانات باریم بدون ترک از طریق فرآیند سل-ژل تولید شود.

پوشش تولید شده بسیار نازک و نانوساختار است و ضخامت آن به حدود 30 نانومتر می‌رسد، به دلیل عاری بودن از ترک سطح عملکرد این پوشش نظیر گذردهی نوری و یا ظرفیت خازن‌های چندلایه ساخته شده از آن افزایش چشمگیری داشته است. همچنین افزایش طول عمر پوشش و در نتیجه کاهش هزینه‌های تولیدی از دیگر مزایای پوشش تولید شده در آن است. از این روش می‌توان به عنوان یک راهکار کلی برای ساخت پوشش‌های فوق‌العاده نازک، نانوساختار و عاری از ترک استفاده کرد.

به گفته روح اله عشیری، دانشجوی دکترای مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان، به دلیل ماهیت فرآیند سل- ژل، محصولات آن عمدتاً بی‌شکل(آمورف) است و ساختار کریستالی ندارند. همچنین درصد عمده‌ای از وزن محصول اولیه مربوط به ترکیبات فرار است. برای رسیدن به ساختار کریستالی باید این محصولات را خشک و در ادامه کلسینه کرد. اما در طی این مراحل، با خروج ترکیبات فرار و انقباض پوشش، معمولاً در آن ترک بوجود آمده و تخلخل پوشش افزایش می‌یابد. چالشی که سال‌هاست پیش روی جامعه علمی وجود دارد، تهیه پوشش‌های متراکم و عاری از ترک است.

این پوشش که نانوساختار و متراکم است، به کمک روشی ارزان و ساده قابل تولید است، صنایع مختلفی نظیر الترونیک، اپتیک و فوتونیک می‌توانند از نتایج این طرح بهره‌مند شوند.

دمای پایین فرایند تولید، همگن بودن در مقیاس اتمی، کنترل ساده‌ی میزان محصولات مد نظر و عدم وجود آلودگی‌ و ناخالصی‌ در محصولات، از مزایای روش سل-ژل در ساخت این پوشش است.