سلیکن کاربائڈ نانوومیٹریلز

سلیکن کاربائڈ نانوومیٹریلز

سلیکن کاربائڈ نانوومیٹریز (sic nanomatoryles) پر مشتمل مواد کا حوالہ دیتے ہیںسلیکن کاربائڈ (sic)تین جہتی جگہ میں نینوومیٹر اسکیل (عام طور پر 1-100nm کے طور پر بیان کردہ) میں کم از کم ایک جہت کے ساتھ۔ سلیکن کاربائڈ نانوومیٹریز کو ان کی ساخت کے مطابق صفر جہتی ، ایک جہتی ، دو جہتی اور تین جہتی ڈھانچے میں درجہ بندی کیا جاسکتا ہے۔

صفر جہتی نانوسٹریکچرزوہ ڈھانچے ہیں جن کی تمام جہتیں نینوومیٹر اسکیل پر ہیں ، بنیادی طور پر ٹھوس نانوکریسٹلز ، کھوکھلی نانوسفیرس ، کھوکھلی نانوکیجز اور کور شیل نانوسفیرس۔

ایک جہتی نانوسٹریکچرزان ڈھانچے کا حوالہ دیں جن میں دو جہتیں تین جہتی جگہ میں نینو میٹر پیمانے تک محدود ہیں۔ اس ڈھانچے میں بہت سی شکلیں ہیں ، جن میں نانوائرس (ٹھوس مرکز) ، نانوٹوبس (کھوکھلی مرکز) ، نانوبلٹس یا نانوبلٹس (تنگ آئتاکار کراس سیکشن) اور نانوپریزم (پرزم کے سائز کا کراس سیکشن) شامل ہیں۔ یہ ڈھانچہ میسوسکوپک فزکس اور نانوسکل ڈیوائس مینوفیکچرنگ میں اس کی انوکھی ایپلی کیشنز کی وجہ سے انتہائی تحقیق کا مرکز بن گیا ہے۔ مثال کے طور پر ، ایک جہتی نانوسٹریکچرز میں کیریئر صرف ڈھانچے کی ایک سمت میں پھیل سکتے ہیں (یعنی نانووائر یا نانوٹوب کی طول بلد سمت) ، اور نانو الیکٹرانکس میں باہمی رابطے اور کلیدی آلات کے طور پر استعمال ہوسکتے ہیں۔

دو جہتی نانوسٹریکچرز، جو نانوسکل میں صرف ایک جہت رکھتے ہیں ، عام طور پر ان کے پرت طیارے کے لئے کھڑے ہوتے ہیں ، جیسے نانوشیٹس ، نانوشیٹس ، نانوشیٹس اور نانو اسپیرس ، کو حال ہی میں خصوصی توجہ ملی ہے ، نہ صرف ان کی نشوونما کے طریقہ کار کی بنیادی تفہیم کے لئے ، بلکہ روشنی کے جذبات ، سنسروں ، سولر سیلز ، وغیرہ میں ان کے امکانی استعمال کی کھوج کے لئے بھی۔

تین جہتی نانوسٹریکچرزعام طور پر پیچیدہ نانوسٹریکچرز کہلاتے ہیں ، جو صفر جہتی ، ایک جہتی ، اور دو جہتی (جیسے نانوائرس یا نانوروڈس کو سنگل کرسٹل جنکشن کے ذریعہ جڑے ہوئے) میں ایک یا زیادہ بنیادی ساختی یونٹوں کے مجموعہ کے ذریعہ تشکیل دیتے ہیں ، اور ان کے مجموعی جغرافیائی طول و عرض نینومیٹر یا مائکرو میٹر اسکیل پر ہیں۔ اس طرح کے پیچیدہ نانوسٹریکچرز اعلی سطح کے رقبے کے ساتھ فی یونٹ حجم بہت سے فوائد فراہم کرتے ہیں ، جیسے موثر روشنی جذب کے ل long طویل آپٹیکل راستے ، تیز رفتار انٹرفیسال چارج ٹرانسفر ، اور قابل چارج ٹرانسپورٹ کی صلاحیتوں کو۔ یہ فوائد مستقبل میں توانائی کے تبادلوں اور اسٹوریج ایپلی کیشنز میں ڈیزائن کو آگے بڑھانے کے لئے سہ جہتی نانوسٹریکچرز کو قابل بناتے ہیں۔ 0D سے 3D ڈھانچے تک ، مختلف قسم کے نینوومیٹریلز کا مطالعہ کیا گیا ہے اور آہستہ آہستہ صنعت اور روزمرہ کی زندگی میں متعارف کرایا گیا ہے۔

sic nanomatoryles کے ترکیب کے طریقے

حاصل کرنے کے لئے صفر جہتی مواد کو گرم پگھلنے کے طریقہ کار ، الیکٹرو کیمیکل اینچنگ کے طریقہ کار ، لیزر پائرولیسس کے طریقہ کار ، وغیرہ کے ذریعہ ترکیب کیا جاسکتا ہےsic ٹھوسکچھ نینو میٹر سے لے کر دسیوں نینو میٹر تک نانوکریسٹلز ، لیکن عام طور پر سیوڈو اسپیرک ہوتے ہیں ، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔

چترا 1 مختلف طریقوں کے ذریعہ تیار کردہ sic-sic نانوکریسٹلز کی TEM تصاویر

(a) سالویتھرمل ترکیب [34] ؛ (b) الیکٹرو کیمیکل اینچنگ کا طریقہ [35] ؛ (c) تھرمل پروسیسنگ [48] ؛ (د) لیزر پائرولیسس [49]

داسوگ ایٹ ال۔ ایس آئی او 2 ، ایم جی اور سی پاؤڈر [55] کے مابین ٹھوس ریاست ڈبل سڑنے والے رد عمل کے ذریعہ کنٹرول سائز اور واضح ڈھانچے کے ساتھ ترکیب شدہ کروی sic-sic نانوکریسٹلز [55] ، جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔

چترا 2 مختلف قطروں کے ساتھ کروی sic نانوکریسٹلز کی FESEM تصاویر [55]

(a) 51.3 ± 5.5 ینیم ؛ (b) 92.8 ± 6.6 ینیم ؛ (c) 278.3 ± 8.2 این ایم

بڑھتی ہوئی sic نانوائرس کے لئے بخارات کے مرحلے کا طریقہ۔ گیس کے مرحلے کی ترکیب SIC نانوائرس کی تشکیل کے لئے سب سے زیادہ پختہ طریقہ ہے۔ ایک عام عمل میں ، حتمی مصنوع کی تشکیل کے ل re ری ایکٹنٹس کے طور پر استعمال ہونے والے بخارات مادے بخارات ، کیمیائی کمی اور گیس رد عمل (اعلی درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے) کے ذریعہ پیدا ہوتے ہیں۔ اگرچہ اعلی درجہ حرارت سے اضافی توانائی کی کھپت میں اضافہ ہوتا ہے ، لیکن اس طریقہ کار کے ذریعہ اگائے جانے والے ایس آئی سی نانوائرس میں عام طور پر اعلی کرسٹل سالمیت ہوتی ہے ، صاف نانوائرس/نانووروڈس ، نانوپریزم ، نانونیڈلز ، نانوٹوبس ، نانوبلٹس ، نانوکیبلز وغیرہ ، جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔

چترا 3 ایک جہتی ایس آئی سی نانوسٹریکچرز کی عام شکلیں 

(a) کاربن ریشوں پر نانوائر کی صفیں۔ (b) نی-سی گیندوں پر الٹرالونگ نانوائرس ؛ (c) نانوائرس ؛ (د) نانوپریزم ؛ (ای) نانوبیمبو ؛ (f) نانونیڈلز ؛ (جی) نانوبونس ؛ (h) نانوچینز ؛ (i) نانوٹوبس

ایس آئی سی نانوائرس کی تیاری کے لئے حل کا طریقہ۔ حل کا طریقہ ایس آئی سی نانوائرس تیار کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے ، جو رد عمل کے درجہ حرارت کو کم کرتا ہے۔ اس طریقہ کار میں نسبتا mile ہلکے درجہ حرارت پر اچانک کیمیائی کمی یا دیگر رد عمل کے ذریعے حل مرحلے کے پیشگی کو کرسٹل بنانا شامل ہوسکتا ہے۔ حل کے طریقہ کار کے نمائندوں کی حیثیت سے ، سولووتھرمل ترکیب اور ہائیڈرو تھرمل ترکیب کو عام طور پر کم درجہ حرارت پر ایس آئی سی نانوائرس حاصل کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

دو جہتی نانوومیٹریلز سولووتھرمل طریقوں ، نبض لیزرز ، کاربن تھرمل کمی ، مکینیکل ایکسفولیئشن ، اور مائکروویو پلازما میں اضافہ کے ذریعہ تیار کی جاسکتی ہیں۔سی وی ڈی. ہو ET رحمہ اللہ تعالی. نانوائر پھول کی شکل میں 3D sic نانوسٹریکچر کا احساس ہوا ، جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے۔ SEM تصویر سے پتہ چلتا ہے کہ پھولوں کی طرح کی ساخت کا قطر 1-2 μm اور لمبائی 3-5 μm ہے۔

چترا 4 تین جہتی sic نانوائر پھول کی SEM تصویر

sic nanomatoryles کی کارکردگی

ایس آئی سی نانوومیٹریلز ایک اعلی درجے کی سیرامک ​​مواد ہیں جس میں عمدہ کارکردگی ہے ، جس میں اچھی جسمانی ، کیمیائی ، بجلی اور دیگر خصوصیات ہیں۔

✔ جسمانی خصوصیات

اعلی سختی: نینو سلیکون کاربائڈ کی مائکرو ہارڈینس کورنڈم اور ہیرا کے درمیان ہے ، اور اس کی مکینیکل طاقت کورنڈم سے زیادہ ہے۔ اس میں اعلی لباس مزاحمت اور اچھ self ی خود سے اچھ .ا ہے۔

اعلی تھرمل چالکتا: نینو سلیکون کاربائڈ میں عمدہ تھرمل چالکتا ہے اور یہ ایک بہترین تھرمل کوندکٹو مواد ہے۔

کم تھرمل توسیع گتانک: اس سے نینو سلیکون کاربائڈ کو درجہ حرارت کے اعلی حالات میں مستحکم سائز اور شکل برقرار رکھنے کی اجازت ملتی ہے۔

اعلی مخصوص سطح کا علاقہ: نانوومیٹریلز کی ایک خصوصیات میں سے ایک ، یہ اس کی سطح کی سرگرمی اور رد عمل کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے موزوں ہے۔

✔ کیمیائی خصوصیات

کیمیائی استحکام: نینو سلیکون کاربائڈ میں مستحکم کیمیائی خصوصیات ہیں اور وہ مختلف ماحول کے تحت اپنی کارکردگی میں کوئی تبدیلی نہیں رکھ سکتی ہیں۔

اینٹی آکسیڈیشن: یہ اعلی درجہ حرارت پر آکسیکرن کی مزاحمت کرسکتا ہے اور اعلی درجہ حرارت کی بہترین مزاحمت کی نمائش کرسکتا ہے۔

✔بجلی کی خصوصیات

ہائی بینڈ گیپ: ہائی بینڈ گیپ اعلی تعدد ، اعلی طاقت ، اور کم توانائی والے الیکٹرانک آلات بنانے کے لئے اسے ایک مثالی مواد بناتا ہے۔

اعلی الیکٹران سنترپتی نقل و حرکت: یہ الیکٹرانوں کی تیز رفتار ترسیل کے لئے موزوں ہے۔

✔دیگر خصوصیات

مضبوط تابکاری کے خلاف مزاحمت: یہ تابکاری کے ماحول میں مستحکم کارکردگی کو برقرار رکھ سکتا ہے۔

اچھی مکینیکل خصوصیات: اس میں عمدہ مکینیکل خصوصیات ہیں جیسے اعلی لچکدار ماڈیولس۔

sic nanomatoryles کا اطلاق

الیکٹرانکس اور سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز: اس کی عمدہ الیکٹرانک خصوصیات اور اعلی درجہ حرارت کے استحکام کی وجہ سے ، نینو سلیکون کاربائڈ بڑے پیمانے پر اعلی طاقت والے الیکٹرانک اجزاء ، اعلی تعدد والے آلات ، آپٹو الیکٹرانک اجزاء اور دیگر شعبوں میں استعمال ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، یہ سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز کی تیاری کے لئے ایک مثالی مواد بھی ہے۔

آپٹیکل ایپلی کیشنز: نینو سلیکون کاربائڈ میں ایک وسیع بینڈ گیپ اور عمدہ آپٹیکل خصوصیات ہیں ، اور اسے اعلی کارکردگی والے لیزرز ، ایل ای ڈی ، فوٹو وولٹک ڈیوائسز وغیرہ تیار کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔

مکینیکل حصے: اس کی اعلی سختی اور پہننے کے خلاف مزاحمت کا فائدہ اٹھاتے ہوئے ، نینو سلیکون کاربائڈ مکینیکل حصوں کی تیاری میں وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز رکھتا ہے ، جیسے تیز رفتار کاٹنے والے ٹولز ، بیئرنگ ، مکینیکل مہریں ، وغیرہ ، جو حصوں کی لباس کی مزاحمت اور خدمت کی زندگی کو بہت بہتر بناسکتے ہیں۔

نانوکومپوزائٹ مواد: میکانکی خصوصیات ، تھرمل چالکتا اور مادے کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنانے کے ل Nan نانوکومپوزائٹس کی تشکیل کے لئے نینو سلیکون کاربائڈ کو دوسرے مواد کے ساتھ جوڑا جاسکتا ہے۔ یہ نانوکومپوزائٹ مواد ایرو اسپیس ، آٹوموٹو انڈسٹری ، توانائی کے میدان وغیرہ میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

اعلی درجہ حرارت کا ساختی مواد: نانوسلیکن کاربائڈاعلی درجہ حرارت استحکام اور سنکنرن مزاحمت ہے ، اور انتہائی اعلی درجہ حرارت کے ماحول میں استعمال کیا جاسکتا ہے۔ لہذا ، یہ ایرو اسپیس ، پیٹروکیمیکل ، دھات کاری اور دیگر شعبوں جیسے مینوفیکچرنگ میں اعلی درجہ حرارت کے ساختی مواد کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔اعلی درجہ حرارت کی بھٹی, فرنس ٹیوبیں، بھٹی کے استر ، وغیرہ

دیگر درخواستیں: نینو سلیکن کاربائڈ ہائیڈروجن اسٹوریج ، فوٹوکاٹالیسس اور سینسنگ میں بھی استعمال ہوتا ہے ، جس میں اطلاق کے وسیع امکانات دکھائے جاتے ہیں۔