Author: | Paajanen, Matti |
Title: | Adhesion measurements of nano-particles on alumina, silica and titanium oxide surfaces |
Nanopartikkelien adheesiomittauksia alumiini-, pii- ja titaanioksidipinnoilla | |
Publication type: | Master's thesis |
Publication year: | 2004 |
Pages: | 64+10 Language: eng |
Department/School: | Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto |
Main subject: | Fysiikka (Tfy-3) |
Supervisor: | Hautojärvi, Pekka |
Instructor: | Katainen, Jukka |
OEVS: | Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning CentreIn the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network. The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/ You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.
Logging on to the customer computers
Opening a thesis
Reading the thesis
Printing the thesis
|
Location: | P1 Ark TF80 | Archive |
Keywords: | atomic force microscope adhesion nano-particle capillary force alumina silica titanium oxide atomivoimamikroskooppi adheesio nanopartikkeli kapillaarivoima alumiinioksidi piidioksidi titaanidioksidi |
Abstract (fin): | Pienten partikkelien kiinnittyminen pinnalle on monimutkainen ilmiö, josta on jokapäiväisessä elämässämme sekä hyötyä että haittaa. Monet teolliset valmistustekniikat hyödyntävät partikkelien toistuvaa kiinnittymistä pinnoille. Toisaalta, esimerkiksi lämmönvaihtimiin kiinnittyvä pienikin tuhkakerros saattaa heikentää lämmönsiirto-ominaisuuksia merkittävästi. Partikkelien tarttuminen pintaan aiheutuu alkuvaiheessa Londonin teorian mukaan sähköisistä fluktuoivista dipoleista, jotka aiheuttavat neutraalienkin hiukkasten välille vetovoiman. Kemialliset sidokset kappaleen ja pinnan välillä voivat muodostua vasta alustavan kiinnittymisen jälkeen. Tässä työssä on mitattu pienten piioksidihiukkasten tarttumista pii- ja alumiinioksidimallipinnoille sekä titaanioksidikappaleiden tarttumista titaanioksidimallipinnoille. Mittaukset on suoritettu atomivoimamikroskoopilla, jolla voidaan mm. mitata alle nanonewtonin suuruisia voimia. Adheesiovoima on määritetty voimana, jolla kiinnittyneen partikkelin saa irroitettua pinnasta. Tylppäkärkisten piioksidimallikappaleiden adheesiopaineeksi, eli irrottamisvoimaksi pinta-alayksikköä kohden, mitattiin kuivassa typpi-ilmakehässä sileällä piioksidipinnalla 3.7 MPa, sileällä alumiinioksidipinnalla 2.8 MPa ja hieman karkeammalla alumiinioksidipinnalla 1.9 MPa. Pallomaisten, n. 10 nm-säteisten, titaanioksidipartikkelien irrottamisvoima vaihteli epätasaisilla titaanioksidipinnoilla välillä 1-10 nN, riippuen kiinnittymiskohdan pinnan kaarevuudesta. Suurin voima mitattiin laaksomaisessa pinnankohdassa, ja pienin paikallisen huipun kohdalla. Ilmankosteuden vaikutusta kiinnittymisvoimaan tutkittiin katkaistun kartion muotoisilla mallikappaleilla typpi-ilmakehässä. Mittauslaitteistoon rakennetulla kosteudensäätöjärjestelmällä saavutetaan 3-85% suhteellinen kosteus kahden prosenttiyksikön tarkkuudella. Työssä esitetty teoreettinen tarkastelu selittää tylppien kappaleiden mittaustulokset hyvin laitteiston koko kosteusalueella. Tylppien piioksidipartikkelien adheesiopaine sileällä piioksidipinnalla kasvoi n. 20%, kun ympäristön suhteellinen kosteus muuttui 3:sta 85:een prosenttiin. |
ED: | 2004-04-08 |
INSSI record number: 25138
+ add basket
INSSI