Titanium nitride (TiN) has been stu

Titanium nitride (TiN) has been studied extensively both in bulk and nanocrystalline form because of its many attractive features, such as extreme hardness, good electrical conductivity, chemical inertness and very high melting temperature [1]. Micron sized particles of titanium nitride showed low sintering ability, and this is why its uses were mostly confined in the form of thin coatings [2]. However, more recent studies using nanometer sized TiN particles show enhanced sinterability even without using additives and catalysts [2] and [3]. Nanoparticles of titanium nitride have been used also as an additive in titanium containing alloys to enhance the mechanical/electrical properties of the resulting nano-composites [4] and [5]. TiN nanopowder with large surface area combined with its characteristic good conductivity should be ideal for use in super-capacitors [6]. It was recently demonstrated that they can also act as a catalyst support material for proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) showing better performance than conventional platinized carbon electro-catalysts [7] and [8].

As a processing medium for high temperature nanomaterials, thermal plasmas have established a visible edge in terms of their typically high production rate and excellent crystallinity of the product materials [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17] and [18]. Thermal plasma assisted techniques are usually very fast, most often a single step process and continuous in contrast to batch processes. Ease of producing plasma in controlled environment has made the high pressure, high temperature thermal plasma as one of the best processing medium for production of nanostructured nitrides or carbides in bulk quantities [17] and [18].

However, the thermal plasma assisted techniques often produce broad particle size distribution and serious inter-particle agglomeration. We have demonstrated in the recent past that these typical problems associated with conventional plasma techniques can be avoided in a supersonic plasma jet based reactor configuration, which can produce narrow size dispersion because of uniform temperature profile of the expanded plasma jet, and less agglomeration due to the directed supersonic velocity of the particles embedded in the plasma [13], [14] and [15]. The plasma jet was accelerated to supersonic velocity in the first place by connecting the discharge zone (plasma torch) to the particle nucleation region (sample collection chamber) through a converging nozzle and maintaining an appropriate pressure difference across the same. We have also demonstrated that a non equilibrium electron population could have charged up the nano-particles all negatively after nucleation in this system, thereby curbing unwanted coagulation among particles and ensuring better particle size distribution [14]. We had reported synthesis of free-flowing, blue-black stoichiometric TiN particles by this reactor configuration by injecting NH3 and TiCl4 to the relatively hotter zone of the plasma just after the anode (termed as hot zone afterwards) of a non-transferred dc thermal plasma torch [13]. These studies led to the realization that decrease in temperature at the injection zone may help the average crystallite/particle size to reduce further. On the other hand, numerical studies on supersonic thermal plasma expansion process indicated improvement of average particle sizes with reduction in sample collection chamber pressure [16]. This present communication reports some further studies towards this direction, where reactants were injected at the colder tail zone (termed as colder tail zone afterward) of the plasma jet in order to produce particles with enhanced control over particle size characteristics. Moreover, the influence of sample collection chamber pressure was also explored over two distinct pressure values. The synthesized particles were characterized by the standard techniques like XRD, SEM-EDX, TEM, HRTEM and UV visible spectroscopy. Optical emission spectroscopy (OES) was carried out to investigate the plasma chemistry during the synthesis of the TiN nanoparticles and measure plasma temperature at the reactant injection position.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ไทเทเนียมนไนไตรด์ (TiN) ที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางทั้งในกลุ่มและ nanocrystalline เนื่องจากคุณสมบัติน่าสนใจมาก แข็ง การนำไฟฟ้าที่ดี เฉื่อยทางเคมี และอุณหภูมิหลอมเหลวสูงมาก [1] อนุภาคขนาดไมครอนของไทเทเนียมไนไตรน์ได้แสดงความสามารถในการเผาต่ำ และนี่คือเหตุผลที่ใช้ได้แคบมากในบางเคลือบ [2] อย่างไรก็ตาม โดยใช้อนุภาคขนาดนาโนเมตรทินการศึกษาล่าสุดแสดง sinterability เพิ่มขึ้นได้โดยไม่ต้องใช้สารเติมแต่ง และตัวเร่งปฏิกิริยา [2] และ [3] เก็บกักของไนไตรน์ไทเทเนียมถูกใช้ยังเป็นสารในไทเทเนียมที่ประกอบด้วยโลหะผสมเพื่อเพิ่มคุณสมบัติเครื่องกลไฟฟ้าการเกิดนาโนคอมโพสิต [4] และ [5] Nanopowder ทิน มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ที่รวมกับการนำลักษณะที่ดีควรเหมาะสำหรับใช้ในตัวเก็บประจุซุปเปอร์ [6] นอกจากนี้มันเพิ่งถูกแสดงให้เห็นว่า พวกเขายังสามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุสนับสนุนเศษสำหรับโปรตอนแลกเปลี่ยนเยื่อเซลล์เชื้อเพลิง (PEMFC) แสดงประสิทธิภาพที่ดีกว่าไฟฟ้าตัวเร่งปฏิกิริยา platinized คาร์บอนทั่วไป [7] และ [8]เป็นการประมวลผลกลางสำหรับอุณหภูมิ nanomaterials, plasmas ความร้อนสร้างขอบมองในแง่ของการอัตราการผลิตสูงโดยทั่วไปและผลึกที่ดีเยี่ยมของผลิตภัณฑ์วัสดุ [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17] และ [18] พลาสม่าความร้อนช่วยเทคนิคเป็นปกติอย่างรวดเร็ว มักขั้นตอนหนึ่งการประมวลผล และต่อเนื่องตรงข้ามกับกระบวนการชุดงาน ความง่ายในการผลิตพลาสม่าในสภาพทำแรงดันสูง พลาสม่าความร้อนอุณหภูมิสูงเป็นกลางประมวลผลที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตของ nanostructured nitrides หรือคาร์ไบด์ในปริมาณจำนวนมาก [17] และ [18]However, the thermal plasma assisted techniques often produce broad particle size distribution and serious inter-particle agglomeration. We have demonstrated in the recent past that these typical problems associated with conventional plasma techniques can be avoided in a supersonic plasma jet based reactor configuration, which can produce narrow size dispersion because of uniform temperature profile of the expanded plasma jet, and less agglomeration due to the directed supersonic velocity of the particles embedded in the plasma [13], [14] and [15]. The plasma jet was accelerated to supersonic velocity in the first place by connecting the discharge zone (plasma torch) to the particle nucleation region (sample collection chamber) through a converging nozzle and maintaining an appropriate pressure difference across the same. We have also demonstrated that a non equilibrium electron population could have charged up the nano-particles all negatively after nucleation in this system, thereby curbing unwanted coagulation among particles and ensuring better particle size distribution [14]. We had reported synthesis of free-flowing, blue-black stoichiometric TiN particles by this reactor configuration by injecting NH3 and TiCl4 to the relatively hotter zone of the plasma just after the anode (termed as hot zone afterwards) of a non-transferred dc thermal plasma torch [13]. These studies led to the realization that decrease in temperature at the injection zone may help the average crystallite/particle size to reduce further. On the other hand, numerical studies on supersonic thermal plasma expansion process indicated improvement of average particle sizes with reduction in sample collection chamber pressure [16]. This present communication reports some further studies towards this direction, where reactants were injected at the colder tail zone (termed as colder tail zone afterward) of the plasma jet in order to produce particles with enhanced control over particle size characteristics. Moreover, the influence of sample collection chamber pressure was also explored over two distinct pressure values. The synthesized particles were characterized by the standard techniques like XRD, SEM-EDX, TEM, HRTEM and UV visible spectroscopy. Optical emission spectroscopy (OES) was carried out to investigate the plasma chemistry during the synthesis of the TiN nanoparticles and measure plasma temperature at the reactant injection position.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ไทเทเนียมไนไตรด์ (TIN) ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางทั้งในกลุ่มและแบบฟอร์ม nanocrystalline เพราะคุณสมบัติที่น่าสนใจหลายอย่างเช่นความแข็งมากการนำไฟฟ้าที่ดี, ความเฉื่อยทางเคมีและละลายอุณหภูมิสูงมาก [1] ไมครอนขนาดอนุภาคของไทเทเนียมไนไตรด์แสดงให้เห็นความสามารถในการเผาต่ำและนี่คือเหตุผลที่การใช้งานที่ถูกคุมขังส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบของการเคลือบบาง ๆ [2] อย่างไรก็ตามการศึกษาที่ผ่านมาเพิ่มขึ้นโดยใช้นาโนเมตรขนาดอนุภาค TiN แสดงเพิ่ม sinterability ได้โดยไม่ต้องใช้สารเติมแต่งและตัวเร่งปฏิกิริยา [2] และ [3] อนุภาคนาโนไททาเนียมไนไตรด์ได้ถูกนำมาใช้ยังเป็นสารเติมแต่งในไททาเนียมที่มีโลหะผสมเพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกล / ไฟฟ้าที่เกิดนาโนคอมโพสิต [4] และ [5] nanopowder TiN มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่รวมกับการนำที่ดีที่ควรจะเป็นลักษณะที่เหมาะสำหรับการใช้งานใน Super-ประจุ [6] มันก็แสดงให้เห็นเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าพวกเขายังสามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุที่สนับสนุนตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMFC) แสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่ดีขึ้นกว่าเดิม Platinized คาร์บอนไฟฟ้าตัวเร่งปฏิกิริยา [7] และ [8]. เป็นสื่อกลางในการประมวลผลสำหรับวัสดุนาโนที่มีอุณหภูมิสูง พลาสม่าความร้อนได้สร้างความได้เปรียบในการมองเห็นในแง่ของอัตราการผลิตโดยทั่วไปสูงของพวกเขาและผลึกที่ยอดเยี่ยมของวัสดุสินค้า [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] และ [18] พลาสม่าความร้อนเทคนิคช่วยมักจะรวดเร็วมากส่วนใหญ่มักจะเป็นกระบวนการขั้นตอนเดียวและต่อเนื่องในทางตรงกันข้ามกับกระบวนการแบทช์ ความง่ายดายในการผลิตพลาสม่าในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ทำให้ความดันสูงอุณหภูมิสูงพลาสม่าความร้อนเป็นหนึ่งในสื่อการประมวลผลที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตของไนไตรอิเล็กทรอนิคส์หรือคาร์ไบด์ในปริมาณที่เป็นกลุ่ม [17] และ [18]. เทคนิคอย่างไรก็ตามพลาสม่าความร้อนช่วยมักจะ ผลิตกระจายขนาดอนุภาคในวงกว้างและการรวมตัวกันอย่างรุนแรงระหว่างอนุภาค เราได้แสดงให้เห็นในอดีตที่ผ่านมาว่าปัญหาทั่วไปเหล่านี้เกี่ยวข้องกับเทคนิคพลาสม่าทั่วไปสามารถหลีกเลี่ยงได้ในการกำหนดค่าเครื่องปฏิกรณ์เหนือพลาสม่าเจ็ทตามที่สามารถผลิตขนาดการกระจายตัวแคบ ๆ เนื่องจากอุณหภูมิสม่ำเสมอของเจ็ทพลาสม่าขยายตัวและการรวมตัวกันน้อยลงเนื่องจาก กำกับความเร็วเหนือเสียงของอนุภาคที่ฝังอยู่ในพลาสม่า [13] [14] และ [15] เจ็ทพลาสม่ากำลังเร่งความเร็วเหนือเสียงในสถานที่แรกโดยการเชื่อมต่อโซนจำหน่าย (พลาสม่าไฟฉาย) ไปยังภูมิภาคอนุภาคนิวเคลียสนี้ (ตัวอย่างห้องคอลเลกชัน) ผ่านหัวฉีดบรรจบและการบำรุงรักษาแตกต่างความดันที่เหมาะสมทั่วเดียวกัน นอกจากนี้เรายังได้แสดงให้เห็นว่าไม่ใช่ประชากรสมดุลอิเล็กตรอนจะได้คิดค่าบริการอนุภาคนาโนเป็นลบหลังจากนิวเคลียสในระบบนี้จึงช่วยเหนี่ยวรั้งการแข็งตัวที่ไม่พึงประสงค์ในหมู่อนุภาคและสร้างความมั่นใจกระจายขนาดอนุภาคที่ดีขึ้น [14] เรามีรายงานการสังเคราะห์อนุภาค TiN ฟรีไหล, สีฟ้าสีดำ stoichiometric โดยการกำหนดค่าเครื่องปฏิกรณ์นี้โดยการฉีด NH3 และ TiCl4 ไปยังโซนที่ค่อนข้างร้อนของพลาสมาหลังขั้วบวก (เรียกว่าโซนร้อนหลังจากนั้น) ของ DC ที่ไม่ใช่การถ่ายโอนความร้อน พลาสม่าไฟฉาย [13] การศึกษาเหล่านี้นำไปสู่การตระหนักว่าลดลงในอุณหภูมิที่เขตฉีดอาจช่วยให้ขนาดผลึก / อนุภาคเฉลี่ยจะลดการต่อไป ในทางตรงกันข้ามการศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการตัวเลขการขยายตัวของพลาสม่าความร้อนเหนือชี้ให้เห็นการพัฒนาของขนาดอนุภาคเฉลี่ยกับการลดความดันในห้องเก็บตัวอย่าง [16] การสื่อสารที่นำเสนอนี้บางรายงานการศึกษาต่อไปในทิศทางนี้ซึ่งถูกฉีดสารตั้งต้นที่เขตหางหนาวเย็น (เรียกว่าเป็นโซนหางหนาวเย็นหลังจากนั้น) ของเจ็ทพลาสม่าเพื่อผลิตอนุภาคที่มีการควบคุมที่เพิ่มขึ้นมากกว่าลักษณะขนาดอนุภาค นอกจากนี้อิทธิพลของความดันในห้องเก็บตัวอย่างนอกจากนี้ยังมีการสำรวจในช่วงสองค่าความดันที่แตกต่างกัน อนุภาคสังเคราะห์โดดเด่นด้วยเทคนิคมาตรฐานเช่น XRD, SEM-EDX, TEM, HRTEM และ UV สเปกโทรสโกมองเห็น เปล่งแสง (OES) ได้ดำเนินการในการตรวจสอบทางเคมีพลาสม่าในระหว่างการสังเคราะห์อนุภาคนาโนดีบุกและวัดอุณหภูมิพลาสม่าในตำแหน่งที่ฉีดผิดใจ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ไทเทเนียมไนไตรด์ ( ดีบุก ) ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางทั้งในกลุ่ม และเนื่องจากคุณลักษณะของรูปแบบ nanocrystalline น่าสนใจมากมาย เช่น ความแข็ง มาก , ค่าการนำไฟฟ้าที่ดี inertness สารเคมีและอุณหภูมิสูงมาก ละลาย [ 1 ] ไมครอน ขนาดอนุภาคของไทเทเนียมไนไตรด์ พบน้อย ความสามารถในการ และนี้คือเหตุผลที่ใช้ ส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบของบาง ๆเคลือบ [ 2 ] อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดที่ใช้ขนาดอนุภาคนาโนทินแสดงเพิ่ม sinterability แม้ไม่ใช้วัตถุเจือปนและตัวเร่ง [ 2 ] และ [ 3 ] อนุภาคนาโนของไทเทเนียมไนไตรด์ ถูกใช้เป็นสารเติมแต่งในโลหะผสมไทเทเนียมที่มีการเพิ่มคุณสมบัติทางไฟฟ้าของนาโนคอมโพสิตผล / [ 4 ] และ [ 5 ] ดีบุกนาโนพาวเดอร์ที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่รวมกับลักษณะของการนำที่ดีควรเหมาะสำหรับใช้ใน Super Capacitors [ 6 ] มันเพิ่งจะแสดงที่พวกเขายังสามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุการสนับสนุนตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน ( PEMFC ) แสดงประสิทธิภาพที่ดีขึ้นกว่าเดิม platinized คาร์บอนไฟฟ้าตัวเร่งปฏิกิริยา [ 7 ] และ [ 8 ]เป็นสื่อกลางใน nanomaterials การประมวลผลพลาสมาความร้อนอุณหภูมิสูงมีขอบที่มองเห็นได้ในแง่ของอัตราการผลิตของพวกเขามักจะสูงและผลึกที่ยอดเยี่ยมของผลิตภัณฑ์วัสดุ [ 9 ] , [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] , [ 17 ] และ [ 18 ] ความร้อนพลาสมาช่วยเทคนิคมักจะรวดเร็วมากที่สุดมักจะเป็นขั้นตอนเดียวกระบวนการและอย่างต่อเนื่องในทางตรงกันข้ามกับกระบวนการแบทช์ ความง่ายในการผลิตพลาสม่าในสภาพแวดล้อมการควบคุม ทำให้ความดันสูงอุณหภูมิความร้อนสูงและเป็นหนึ่งในที่ดีที่สุดในการประมวลผลกลางสำหรับการผลิต nanostructured ไนไตรด์หรือคาร์ไบด์ชนิดในปริมาณที่เป็นกลุ่ม [ 17 ] และ [ 18 ]อย่างไรก็ตาม พลาสมาความร้อนที่ช่วยในการกระจายขนาดของอนุภาคมักจะผลิตในวงกว้างและร้ายแรงระหว่างการรวมตัวกันของอนุภาค เราได้แสดงให้เห็นในอดีตที่ผ่านมาว่า เหล่านี้โดยทั่วไปปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเทคนิคพลาสมาแบบปกติสามารถหลีกเลี่ยงได้ในเหนือเครื่องปฏิกรณ์พลาสมาค่าพื้นฐาน ซึ่งสามารถผลิตการกระจายขนาดแคบเพราะโปรไฟล์ของขยายพลาสมาอุณหภูมิสม่ำเสมอและน้อยกว่าการเนื่องจากการกำกับเหนือความเร็วของอนุภาคที่ฝังตัวอยู่ในพลาสมา [ 13 ] [ 14 ] และ [ 15 ] พลาสมาคือเร่งให้มีความเร็วเหนือเสียงในสถานที่แรกโดยการเชื่อมต่อออกจากโซน ( พลาสมาไฟฉาย ) ขนาดอนุภาคภูมิภาค ( การเก็บตัวอย่างห้อง ) ผ่านหัวฉีด และการรักษาที่เหมาะสม ซึ่งความแตกต่างในความดันเดียวกัน นอกจากนี้เรายังพบว่า ประชากรไม่สมดุล อิเล็กตรอนจะคิดขึ้น อนุภาคนาโนทั้งหมดลบหลังจาก nucleation ในระบบนี้จึงมีการตกตะกอนของอนุภาคที่ไม่พึงประสงค์และมั่นใจดีกว่า ขนาดอนุภาคกระจาย [ 14 ] เราได้รายงานการสังเคราะห์ไหลฟรี สีฟ้าสีดำอัตราส่วนดีบุกอนุภาคโดยเครื่องปฏิกรณ์นี้ ปรับแต่งโดยการฉีด nh3 ticl4 จะค่อนข้างร้อนและโซนของพลาสมาจากขั้วบวก ( termed เป็นโซนร้อนแล้ว ) ไม่ย้าย DC ความร้อนพลาสมาไฟฉาย [ 13 ] การศึกษาเหล่านี้นำไปสู่การรับรู้ที่ลดลงในอุณหภูมิโซนฉีดอาจช่วยที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ย / ลดเพิ่มเติม บนมืออื่น ๆ , การศึกษาเชิงตัวเลขในพลาสมาพบการปรับปรุงกระบวนการความร้อนเหนือ การขยายตัวของขนาดอนุภาคเฉลี่ยลดลงในการเก็บตัวอย่างห้องแรงดัน [ 16 ] การสื่อสารในปัจจุบันนี้รายงานเพิ่มเติมการศึกษาไปในทิศทางนี้ที่สารตั้งต้นการฉีดที่เย็นหางโซน ( termed เป็นเย็นหางโซนภายหลัง ) ของพลาสมาในการผลิตเพื่อปรับปรุงการควบคุมอนุภาคที่มีลักษณะขนาดของอนุภาค นอกจากนี้ อิทธิพลของการเก็บตัวอย่างห้องแรงดันยังสำรวจสองความดันแตกต่างค่า การสังเคราะห์อนุภาคมีลักษณะตามมาตรฐานเทคนิคเช่น XRD , sem-edx แบบ hrtem สเปกโทรสโกปี , , และมองเห็นแสงยูวี แสง Emission spectroscopy ( OES ) มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพลาสมาเคมีในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนทิน และการวัดอุณหภูมิพลาสม่าในตำแหน่งที่ฉีดน้ำ .