شماره مدرك
20927
شماره راهنما
17978
پديد آورنده
توراني، علي
عنوان
ساخت و بررسي حسگر پوشيدني(انعطاف پذير) گاز هيدروژن بر پايه لايه نازك پالاديوم
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
ماده چگال
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
چهارده،97ص. : مصور ، جدول، نمودار
توصيفگر ها
حسگر , گاز هيدروژن , منسوج بيبافت , پالاديوم , كندوپاش
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/26
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
فيزيك
دانشكده
فيزيك
تاريخ ويرايش اطلاعات
1404/11/27
كد ايرانداك
23200776
چكيده فارسي
در اين پژوهش، عملكرد لايههاي نازك پالاديوم ايجاد شده به روش كندوپاش جريان مستقيم بر روي بستر انعطافپذير منسوج بيبافت، در شش ضخامت مختلف مورد بررسي قرار گرفت. به منظور تحليل ساختاري و عملكرد حسگري اين نمونهها، آزمونهاي پراش پرتو ايكس (XRD:X-ray Diffraction)، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FESEM:Field Emission Scanning Electron Microscopy)، آزمونهاي حسگري در دماهاي محيط، 50.100 و 150 درجه سانتيگراد، و نيز آزمون رطوبت در دماي اتاق انجام شد. نتايج حاصل نشان داد كه برخي لايههاي نازك در زمانهاي رشد طولانيتر دچار اكسيداسيون شده و در آزمونهاي حسگري پاسخهاي متفاوتي ارائه دادهاند. تصاوير FESEM نشان داد كه نمونهها پس از قرارگيري در معرض گاز هيدروژن دچار تردي هيدروژني يا تشكيل هيدريد پالاديوم شدهاند كه اين امر منجر به تركخوردگي و شكست در ساختار آنها گرديد. در ميان نمونههاي مورد بررسي، نمونه با ضخامت 5 نانومتر در دماي اتاق و در غلظت 10 درصد هيدروژن، زمان پاسخ 16 ثانيه و زمان بازيابي 18 ثانيه از خود نشان داد. با اين حال، نمونه با ضخامت 35 نانومتر به عنوان نمونه بهينه اين تحقيق شناسايي شد چرا كه توانايي تشخيص تمامي غلظتهاي هيدروژن را داشت. با افزايش دما و رطوبت، سرعت پاسخدهي و درصد پاسخدهي نمونهها كاهش چشمگيري يافت. بر اين اساس، ميتوان نتيجه گرفت كه لايه نازك پالاديوم بر روي بستر منسوج بيبافت در شرايط دماي اتاق و رطوبت پايين، عملكرد حسگري مطلوبتري از خود نشان ميدهد.
چكيده انگليسي
In this study, the performance of palladium thin films deposited via direct current sputtering on a flexible nonwoven fabric substrate was investigated across six different thicknesses. To evaluate the structural characteristics and sensing behavior of the samples, X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), hydrogen sensing tests at room temperature, 50°C, 100°C, and 150°C, as well as humidity tests at room temperature were conducted.
The results revealed that certain thin films underwent oxidation during extended deposition times, exhibiting varied responses in sensing experiments. FESEM analysis indicated that after exposure to hydrogen gas, the samples experienced hydrogen embrittlement or the formation of palladium hydride, leading to crack formation and mechanical failure.
Among the evaluated samples, the 5 nm-thick film demonstrated a response time of 16 seconds and a recovery time of 18 seconds under 10% hydrogen concentration at room temperature. Nevertheless, the 35 nm-thick sample was identified as the optimal configuration due to its capability to detect all tested hydrogen concentrations. However, with increasing temperature and humidity, both response speed and response magnitude significantly declined.
Therefore, it can be concluded that palladium thin films on nonwoven fabric substrates exhibit superior hydrogen sensing performance under ambient temperature and low humidity conditions.
استاد راهنما
مهدي رنجبر
استاد مشاور
محسن شنبه
استاد داور
پرويز كاملي , اسماعيل حيدري بفرويي