haku: @supervisor Niinistö, Lauri / yhteensä: 162
viite: 10 / 162
Tekijä:Salmio, Hanna
Työn nimi:Atomic Layer Deposition as a Coating Method for Plastic and Metal Parts
Atomikerroskasvatusmenetelmä muovi- ja metalliosien päällystämisessä
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2004
Sivut:vii + 84      Kieli:   eng
Koulu/Laitos/Osasto:Kemian tekniikan osasto
Oppiaine:Epäorgaaninen kemia   (Kem-35)
Valvoja:Niinistö, Lauri
Ohjaaja:Putkonen, Matti
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark TKK  3130   | Arkisto
Tiivistelmä (fin): Työn kirjallisuusosuudessa on tarkasteltu pinnoitteiden perusteita laaja-alaisesti; ominaisuuksia, valmistusta ja käyttöä.
Erilaisia substraatti- ja pinnoitemateriaaleja on esitelty kuten myös fysikaalisia ja kemiallisia pinnoitemenetelmiä.
Työssä tutkittiin ohutkalvojen värien muodostumista ja määrittämistä.
Erityisesti atomikerroskasvatus-menetelmän (ALD) teoriaa ja sovelluksia on käsitelty laajemmin.

Tämän työn kokeellisen osan tarkoituksena oli selvittää ALD menetelmän soveltumista kolmeulotteisten muovi- ja metalliosien päällystämiseen.
Substraatteina käytettiin polyamidia, alumiinia, titaania, lasia ja piitä ((100) ja (111)) käytettiin substraatteina.
Työssä käytettiin erityyppisiä lähtöaineita; alkoksideja (Ti(O-i-Pr)4, VO(O-i-Pr)3), halidia (TaCI5) ja organometalleja (AI(CH3)3, Cp2Mg, Cp2ZrCI2).
Metallioksidikalvot (AI2O3, MgO, Ta2O5, TiO2, V2O5) valittiin, koska niitä voidaan valmistaa alhaisessa lämpötilassa (125 °C) muovisubstraattien alhaisesta lämpötilan kestosta johtuen.
ZrO2 kalvot valmistettiin vain metallisubstraateille 300 °C:ssa lähtöaineen korkean höyrystymislämpötilan takia.
Työssä tutkittiin kasvatettujen kalvojen paksuus, kiteisyys. kideorientaatio sekä rakenne ja kalvojen kiinnittymistä pintaan.

Muovisubstraattien pinnoittaminen ALD menetelmällä onnistui hyvin käyttämällä lähtöaineina Cp2Mg2:a ja vettä tai VO(O-i-Pr)3:a ja vettä.
Peittävät ja interferenssiväreiltään voimakkaat V2O5 kalvo soveltuivat läpinäkyville muoveille.
Värin voimakkuutta pystyi vahvistamaan höyrystämällä alumiinia muovisubstraatin pinnalle ennen varsinaista kalvon kasvatusta ALD menetelmällä.
Substraatin pinnan huomattiin vaikuttavan suuresti kalvon kasvunopeuteen erityisesti V2O5 kalvoilla.
FTIR mittauksilla havaittiin hydroksidiepäpuhtautta MgO kalvoissa ilmentäen epätäydellistä reaktiota.
Tämän lisäksi MgO kalvojen havaittiin olevan kiteytyneitä jo 125 °C.
Tasaisia kalvoja, jotka kiinnittyisivät hyvin substraatin pintaan ei onnistuttu kasvattamaan AI(CH3)3-, TaCI5- ja Ti(O-i-Pr)3- lähtöaineista matalassa lämpötilassa.
ZrO2-kalvot olivat kiteisiä.
Ohutkalvojen voimakkaat interferenssivärit havaittiin Al- ja Ti-substraateilla riippumatta kasvatetuista oksidimateriaaleista.
Tiivistelmä (eng): The literature part of this study summarises fundamental of coatings; properties, preparation and use of them.
Different substrates and coating materials as well as chemical and physical coating methods are discussed.
Formation and detection of thin film colours are also discussed.
In addition, theory and applications of atomic layer deposition (ALD) are discussed in more detail.

The purpose of experimental part was to find out the possibilities of ALD to coat plastic and metal three-dimensional parts for decorative purposes.
Polyamide, aluminium, titanium, glass and silicon((100) and (111)) were used as substrates.
Different types of precursors were used; alkoxides (Ti(O-i-Pr)4, VO(O-i-Pr)3), halide (TaCl5) and organometallics (AI(CH3)3.
Cp2Mg, Cp2ZrCl2).
Metal oxide films (AI2O3, MgO, Ta2O3, TiO2, V2O5) were selected due to possibility of low temperature (125 °C) deposition needed for coating plastic substrates.
However, ZrO2 was deposited only onto metal substrates at 300 °C because of the high evaporation temperature of the precursor.
Films thickness, crystallinity, crystal orientation, structure and film adhesion were studied.

Coating of plastic substrates by ALD was possible by using Cp2Mg and water or VO(O-i-Pr)3 and water precursors.
Interference colour intensity was observed to be highest on V2O5 films on the transparent plastic substrates.
Colour intensity could be intensified by coating plastic first by evaporating Al layer before oxide deposition by ALD.
For V2O5 films, the substrate seemed to affect strongly on the film deposition rate.
Hydroxide impurity was observed by FTIR on MgO films indicating incomplete reactions at low temperatures, although crystalline MgO was also observed.
Uniform films with a good adhesion of Al2O3, Ta2O5 and TiO2 were not possible to deposit at 125 °C due to the severe outgrowth of the oxide materials.
ZrO2 films had crystalline structure.
Rather strong interference colours were observed on aluminium and titanium substrates regardless of the oxide material.
ED:2004-02-25
INSSI tietueen numero: 21236
+ lisää koriin
INSSI