Bersaglio di nichel ferro molibdeno (bersaglio NiFeMo) Descrizione
Il target di nichel-ferro-molibdeno (NiFeMo) presenta una combinazione unica di proprietà fisico-chimiche derivanti dalla sua composizione in lega ternaria, tipicamente rappresentata da formulazioni come Ni80Fe15,5Mo4,5. Il materiale dimostra un'eccezionale omogeneità strutturale grazie alla sua lavorazione metallurgica ottimizzata, con una microstruttura a grana fine e una distribuzione uniforme delle fasi che assicurano prestazioni costanti durante la deposizione del film sottile. Possiede un'elevata stabilità termica, che consente di mantenere l'integrità dimensionale alle elevate temperature incontrate nei processi di deposizione fisica da vapore (PVD), mentre il suo coefficiente di espansione termica su misura riduce al minimo i difetti indotti dalle sollecitazioni negli strati depositati. La robustezza meccanica della lega, caratterizzata da una maggiore resistenza alla trazione e durezza (spesso superiore a 1400 MPa in sistemi analoghi realizzati con la metallurgia delle polveri), è attribuita agli effetti di rafforzamento della soluzione solida dovuti alle interazioni tra molibdeno e fase intermetallica. La sua resistenza alla corrosione, superiore ai sistemi binari Ni-Fe, deriva dalla capacità di passivazione del molibdeno in ambienti ossidanti. Il materiale mostra proprietà magnetiche regolabili, con il nichel e il ferro che contribuiscono al comportamento magnetico morbido, mentre il molibdeno modera l'anisotropia magnetica e la coercitività. L'elevata conducibilità elettrica, unita a bassi livelli di impurità intrinseche (tipicamente ≤99,95% di purezza), garantisce un efficiente trasporto di elettroni durante i processi di sputtering. La densità e la resa di sputtering della lega sono controllate con precisione attraverso regolazioni della composizione, consentendo tassi di deposizione e stechiometria del film prevedibili. L'ottimizzazione della morfologia superficiale mediante tecniche di lavorazione avanzate consente di ottenere una rugosità bassissima (<0,5 µm Ra), fondamentale per una crescita del film sottile senza difetti. Queste proprietà derivano dall'interazione sinergica tra la duttilità del nichel, la reattività magnetica del ferro e le caratteristiche refrattarie del molibdeno all'interno della matrice della lega.
Specifiche del target nichel-ferro-molibdeno (target NiFeMo)
Proprietà
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Composizione chimica
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Ni, Fe, Mo
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Purezza
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99.9%
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Forma
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Disco planare
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*Leinformazioni sui prodotti di cui sopra si basano su dati teorici. Per requisiti specifici e richieste dettagliate, contattateci.
Dimensioni
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Spessore
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3 mm (può essere personalizzato)
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Diametro
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50,8 mm (personalizzabile)
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Applicazioni del target nichel-ferro-molibdeno (target NiFeMo)
- Il target di nichel ferro molibdeno (NiFeMo) dimostra applicazioni versatili in tutti i settori tecnologici avanzati, sfruttando le sue proprietà di lega su misura. In elettronica, le sue prestazioni magnetiche superiori e l'elevata conducibilità elettrica lo rendono indispensabile per la fabbricazione di supporti di memorizzazione magnetica (ad esempio, strati di registrazione di dischi rigidi) e film sottili di sensori, dove il controllo preciso dell'anisotropia magnetica e della resistività tramite la deposizione fisica da vapore (PVD) consente soluzioni di memorizzazione dei dati ad alta densità. Per quanto riguarda i rivestimenti ottici, i film di NiFeMo sputtered servono come strati antiriflesso, rivestimenti a riflessione infrarossa ed elettrodi conduttivi trasparenti, in particolare nei display flessibili e negli strati di ottimizzazione interfacciale per le celle solari.
- In catalisi, la reattività superficiale e la resistenza alla corrosione di questo materiale sono alla base del suo utilizzo nei catalizzatori elettrochimici, come gli elettrodi per la reazione di evoluzione dell'ossigeno (OER) per l'elettrolisi dell'acqua e i supporti catalitici bifunzionali nelle celle a combustibile. Nell'ambito dei sistemi di energia rinnovabile, gli obiettivi di NiFeMo consentono la deposizione di rivestimenti di collettori di corrente per batterie agli ioni di litio e di strati di interfaccia per batterie a stato solido, con composizioni regolabili che garantiscono la compatibilità con diversi elettroliti. Le applicazioni industriali sfruttano la sua robustezza meccanica, derivata da analoghe leghe ad alta resistenza (ad esempio, gli acciai Ni-Mo), per creare rivestimenti protettivi resistenti all'usura e alle alte temperature per le pale delle turbine aerospaziali o strati resistenti alla corrosione nelle apparecchiature per semiconduttori.
- Supportate dall'esperienza tecnica di Stanford Advanced Materials, le soluzioni personalizzabili - che comprendono la regolazione del contenuto di Mo per una maggiore resistenza alla corrosione, l'ottimizzazione della microstruttura (ad esempio, il controllo della dimensione dei grani per ridurre al minimo i difetti del film) e diverse geometrie (obiettivi planari, rotanti o tubolari) - rispondono sia alle richieste di R&S che a quelle su scala industriale. Gli esempi vanno dai rivestimenti uniformi ultrasottili per l'elettronica flessibile ai target a composizione graduata per dispositivi ad alta temperatura. Le applicazioni emergenti nella produzione additiva (ad esempio, il rivestimento laser) e nei sistemi microelettromeccanici (MEMS) evidenziano ulteriormente il suo potenziale interdisciplinare.
Target di nichel ferro molibdeno (target NiFeMo) Imballaggio
I nostri prodotti sono confezionati in cartoni personalizzati di varie dimensioni in base alle dimensioni del materiale. I piccoli articoli sono imballati in modo sicuro in scatole di PP, mentre gli articoli più grandi sono collocati in casse di legno personalizzate. Garantiamo una stretta osservanza della personalizzazione dell'imballaggio e l'uso di materiali di imbottitura appropriati per fornire una protezione ottimale durante il trasporto.
Imballaggio: Cartone, cassa di legno o personalizzato.
Processo di produzione
1. Breve flusso del processo di produzione
2. Metodo di test
- Analisi della composizione chimica - Verificata con tecniche quali GDMS o XRF per garantire la conformità ai requisiti di purezza.
- Test delle proprietà meccaniche - Include test di resistenza alla trazione, allo snervamento e all'allungamento per valutare le prestazioni del materiale.
- Ispezione dimensionale - Misura lo spessore, la larghezza e la lunghezza per garantire la conformità alle tolleranze specificate.
- Ispezione della qualità della superficie - Verifica la presenza di difetti quali graffi, crepe o inclusioni mediante esame visivo e a ultrasuoni.
- Test di durezza - Determina la durezza del materiale per confermare l'uniformità e l'affidabilità meccanica.
Domande frequenti sul bersaglio di nichel ferro molibdeno (NiFeMo Target)
D1: Che cos'è un target di nichel ferro molibdeno (NiFeMo)?
A1: Il target NiFeMo è un target di sputtering in lega di elevata purezza composto da nichel (Ni), ferro (Fe) e molibdeno (Mo), progettato per processi di deposizione a film sottile come la deposizione fisica da vapore (PVD).
D2: Quali industrie utilizzano i target NiFeMo?
A2: Le applicazioni principali includono l'elettronica (immagazzinamento magnetico, sensori), l'ottica (rivestimenti antiriflesso, strati conduttivi trasparenti), la catalisi (elettrodi per la scissione dell'acqua), le energie rinnovabili (rivestimenti per batterie) e i rivestimenti protettivi industriali (aerospaziale, apparecchiature per semiconduttori).
D3: Quali sono i principali vantaggi prestazionali dei target NiFeMo?
A3: Elevata omogeneità strutturale e stabilità termica per una deposizione coerente di film sottili.
Maggiore resistenza meccanica (ad esempio, rafforzamento in soluzione solida da parte di Mo)
Resistenza alla corrosione superiore rispetto alle leghe binarie Ni-Fe
Proprietà magnetiche ed elettriche regolabili per applicazioni specializzate
Tabella di confronto delle prestazioni con i prodotti della concorrenza
Target di nichel ferro molibdeno (target NiFeMo) rispetto ai materiali concorrenti: Confronto delle prestazioni
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Proprietà
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Obiettivo NiFeMo
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Prodotti concorrenti
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Vantaggi in termini di prestazioni
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Attività catalitica
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Reazione di evoluzione dell'idrogeno (HER) potenziata grazie all'interazione sinergica Ni/Fe/Mo
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Mo puro: siti attivi limitati; leghe Ni-Fe: Minore reattività superficiale indotta dal Mo
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Il NiFeMo presenta un potenziale di attivazione inferiore (riduzione di ~30%) e una densità di corrente più elevata rispetto al MoS₂ incontaminato. Le nanoparticelle di Ni forniscono ulteriori siti attivi, migliorando la cinetica del trasferimento di carica.
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Resistenza meccanica
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Elevata resistenza alla trazione (~1400 MPa) grazie al rafforzamento in soluzione solida da parte di Mo
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Leghe Ni-Mo: ~1200 MPa; leghe Fe-Mo: ~1000 MPa
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Il contenuto di Mo aumenta la durezza e la resistenza allo scorrimento ad alte temperature (fino a 700°C). Superiore alle leghe binarie Ni-Fe nelle applicazioni portanti.
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Stabilità termica
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Mantiene l'integrità strutturale fino a 800°C
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Mo puro: si ammorbidisce oltre i 600°C; leghe Ni-Fe: Instabilità di fase oltre i 500°C
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Il Mo stabilizza i confini dei grani, riducendo il disallineamento dell'espansione termica. I target di Mo trattati con LPPS mostrano una stabilità simile, ma mancano di adattabilità alle leghe.
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Uniformità di deposizione
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Microstruttura a grana fine (≤0,4 µm) con resa di sputtering uniforme.
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Bersagli di Mo a grana grossa: ~1,5 µm di granulometria; Ni-Fe: Porosità variabile (~2-5%)
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La granulometria più piccola e il contenuto controllato di ossigeno (~0,18%) garantiscono una deposizione omogenea del film sottile (ad esempio, film di Mo di 700 nm con rugosità Ra <0,5 µm).
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Resistenza alla corrosione
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La passivazione di Mo in ambienti ossidanti aumenta la durata.
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Leghe Ni-Fe: Suscettibili al pitting; Mo puro: resistenza all'ossidazione limitata.
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Gli strati superficiali ricchi di Mo inibiscono la degradazione in condizioni acide/alcaline. Stabilità dimostrata nella catalisi HER per oltre 100 ore.
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Personalizzabilità
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Contenuto di Mo regolabile (es. 4,5-25%) e geometrie di destinazione (planare/rotativa).
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Leghe binarie (Ni-Mo/Fe-Mo): Flessibilità compositiva limitata
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Stanford Advanced Materials offre soluzioni personalizzate per stechiometrie specifiche (ad esempio, Ni80Fe15,5Mo4,5) e compatibilità con i substrati, a differenza degli anodi industriali rigidi di Mo.
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Efficienza dei costi
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Minore dipendenza dal Pt rispetto ai catalizzatori Pt-MoS₂.
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Catalizzatori modificati con Pt: Costo 3-5 volte superiore
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Il NiFeMo raggiunge l'85-90% dell'efficienza HER del Pt-MoS₂ a un costo inferiore del 40%, rendendolo praticabile per la produzione di idrogeno su larga scala.
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Informazioni correlate
- Materie prime - Nichel
Proprietà di base
Numero atomico: 28
Peso atomico: 58,69 g/mol
Densità: 8,908 g/cm³
Punto di fusione: 1455°C
Caratteristiche: Bianco-argenteo, ferromagnetico (a temperatura ambiente), malleabile, duttile e resistente alla corrosione. Stabile in aria in condizioni standard.
Stati di ossidazione: Principalmente +2; occasionalmente +1, +3 o +4.
Proprietà chimiche
Resistenza alla corrosione: Forma uno strato di ossido protettivo (NiO) in aria umida; moderatamente resistente agli acidi e agli alcali (passivato con acido nitrico concentrato).
Capacità di legare: Forma facilmente leghe con ferro, rame e cromo (es. acciaio inox, Nitinol).
Attività catalitica: Ampiamente utilizzato nelle reazioni di idrogenazione (ad esempio, indurimento di oli vegetali).
Applicazioni
Produzione di acciaio inossidabile (rappresenta oltre il 70% del consumo globale di nichel): Migliora la resistenza alla corrosione e la forza meccanica.
Materiali per batterie: Componente chiave delle batterie al nichel-metallo idruro (NiMH) e agli ioni di litio (ad esempio, catodi NMC).
Galvanotecnica: Nichelatura per la protezione dalla corrosione e per le finiture decorative.
Leghe ad alta temperatura: Utilizzate nei motori a reazione, nelle turbine a gas e nei reattori nucleari per la resistenza al calore.
Catalizzatori: Processi industriali di idrogenazione e desolforazione nella raffinazione petrolchimica.
Risorse e produzione
Principali riserve: Indonesia (le maggiori riserve globali), Filippine, Russia.
Forme di estrazione: Minerali di solfuro (ad esempio, pentlandite) e laterite (ossido).
Problemi ambientali: La fusione del nichel emette ossidi di zolfo (SOx) e inquinanti di metalli pesanti.
- Materie prime - Ferro
Proprietà fisiche
- Densità: ~7,87 g/cm³
- Punto di fusione: 1538°C
- Punto di ebollizione: 2862°C
- Magnetismo: Ferromagnetico a temperatura ambiente (fino a ~770°C, punto di Curie)
- Aspetto: Grigio-argento brillante quando viene tagliato di fresco, ma si ossida facilmente all'aria.
Proprietà chimiche
- Il ferro forma facilmente ossidi, come Fe₂O₃ (ruggine) e Fe₃O₄, soprattutto in aria umida.
- Esiste comunemente in stati di ossidazione +2 e +3 nei composti (Fe²⁺, Fe³⁺).
- Reagisce con gli acidi diluiti per produrre idrogeno gassoso.
- Sebbene sia reattivo, in alcuni ambienti forma uno strato passivo che può proteggerlo da ulteriore corrosione.
Importanza industriale
- Produzione di acciaio: Il ferro è il componente principale della siderurgia, dove viene legato al carbonio e ad altri elementi per produrre un'ampia varietà di materiali strutturali.
- Materiali magnetici: Grazie alle sue proprietà magnetiche, è utilizzato nei trasformatori, nei motori e nell'archiviazione dei dati.
- Elettronica e film sottili: Il ferro e le sue leghe (come NiFe, FeCr) sono utilizzati nei bersagli di sputtering e nei rivestimenti per applicazioni magnetiche e strutturali.
- Catalizzatori: Utilizzati in processi chimici come il processo Haber-Bosch per la sintesi dell'ammoniaca.
Ruolo biologico
- Il ferro è un elemento essenziale per la vita e svolge un ruolo centrale nel trasporto dell'ossigeno (emoglobina), nella funzione degli enzimi e nel metabolismo cellulare.
Sicurezza e manipolazione
- Il ferro metallico sfuso è generalmente sicuro e non tossico, ma le polveri sottili possono essere infiammabili e devono essere maneggiate in ambienti controllati.
- Materie prime - Molibdeno
Proprietà fisiche
- Densità: ~10,2 g/cm³
- Punto di fusione: 2623°C (uno dei più alti tra tutti i metalli)
- Punto di ebollizione: 4639°C
- Durezza: Elevata resistenza e durezza, soprattutto a temperature elevate.
- Conducibilità termica ed elettrica: Buon conduttore di calore ed elettricità; conduttività termica ~138 W/m-K
Proprietà chimiche
- Il molibdeno è relativamente inerte in aria e acqua a temperatura ambiente.
- Forma ossidi stabili (in particolare MoO₃) ed è resistente a molti acidi, soprattutto se legato.
- Gli stati di ossidazione comuni sono +4 e +6, con Mo⁶⁺ che è il più diffuso nei composti.
Applicazioni industriali
- Agente legante: Ampiamente utilizzato nella produzione di acciaio e superleghe per migliorare la forza, la tenacità e la resistenza alla corrosione.
- Elettronica e film sottili: Il Mo è un materiale chiave nei target di sputtering per le interconnessioni dei semiconduttori, gli elettrodi posteriori dei TFT e le celle solari, grazie alla sua conduttività e adesione.
- Componenti ad alta temperatura: Ideale per parti di forni, filamenti e componenti aerospaziali esposti a calore estremo.
- Catalisi: I composti di molibdeno servono come catalizzatori nella raffinazione del petrolio e nella sintesi chimica.
Altre caratteristiche
- Compatibilità con il vuoto: Eccellente per l'uso in ambienti sotto vuoto grazie alla bassa pressione di vapore.
- Lavorabilità: Pur essendo duro, il Mo può essere lavorato con utensili e cure adeguate.
- Ruolo biologico: In tracce è essenziale nel metabolismo umano e animale e partecipa alla funzione degli enzimi.
