Objetivo de Níquel Hierro Molibdeno (Objetivo NiFeMo) Descripción
El cátodo de níquel, hierro y molibdeno (NiFeMo ) presenta una combinación única de propiedades fisicoquímicas derivadas de su composición de aleación ternaria, típicamente representada por formulaciones como Ni80Fe15,5Mo4,5. El material presenta una homogeneidad estructural excepcional gracias a su procesamiento metalúrgico optimizado, con una microestructura de grano fino y una distribución de fases uniforme que garantizan un rendimiento constante durante la deposición de película fina. Posee una elevada estabilidad térmica, manteniendo la integridad dimensional a las elevadas temperaturas que se dan en los procesos de deposición física en fase vapor (PVD), mientras que su coeficiente de expansión térmica a medida minimiza los defectos inducidos por la tensión en las capas depositadas. La robustez mecánica de la aleación, caracterizada por una mayor resistencia a la tracción y dureza (a menudo superior a 1400 MPa en sistemas análogos mediante pulvimetalurgia), se atribuye a los efectos de refuerzo de la solución sólida por las interacciones del molibdeno y las fases intermetálicas. Su resistencia a la corrosión, superior a la de los sistemas binarios Ni-Fe, se debe a la capacidad de pasivación del molibdeno en entornos oxidantes. El níquel y el hierro contribuyen al comportamiento magnético blando, mientras que el molibdeno modera la anisotropía magnética y la coercitividad. La alta conductividad eléctrica, unida a los bajos niveles de impurezas intrínsecas (normalmente ≤99,95% de pureza), garantiza un transporte eficaz de electrones durante los procesos de sputtering. La densidad de la aleación y el rendimiento del sputtering se controlan con precisión mediante ajustes de la composición, lo que permite predecir la velocidad de deposición y la estequiometría de la película. La optimización de la morfología de la superficie mediante técnicas avanzadas de mecanizado da como resultado una rugosidad ultrabaja (<0,5 µm Ra), crítica para el crecimiento sin defectos de la capa delgada. Estas propiedades se derivan colectivamente de la interacción sinérgica de la ductilidad del níquel, la capacidad de respuesta magnética del hierro y las características refractarias del molibdeno dentro de la matriz de la aleación.
Especificación de los cátodos de níquel, hierro y molibdeno (NiFeMo)
Propiedades
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Composición química
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Ni, Fe, Mo
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Pureza
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99.9%
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Forma
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Disco plano
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*Lainformación del producto anterior se basa en datos teóricos. Para requisitos específicos y consultas detalladas, póngase en contacto con nosotros.
Dimensiones
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Espesor
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3 mm (personalizable)
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Diámetro
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50,8 mm (personalizable)
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Níquel Hierro Molibdeno (NiFeMo) Aplicaciones
- Los cátodos de níquel, hierro y molibdeno (NiFeMo ) tienen aplicaciones versátiles en ámbitos tecnológicos avanzados, aprovechando sus propiedades de aleación a medida. En electrónica, su rendimiento magnético superior y su alta conductividad eléctrica lo hacen indispensable para fabricar medios de almacenamiento magnético (por ejemplo, capas de grabación de discos duros) y películas finas de sensores, donde el control preciso de la anisotropía magnética y la resistividad mediante deposición física en fase vapor (PVD) permite soluciones de almacenamiento de datos de alta densidad. En revestimientos ópticos, las películas de NiFeMo bombardeadas sirven como capas antirreflectantes, revestimientos reflectantes de infrarrojos y electrodos conductores transparentes, especialmente en pantallas flexibles y capas de optimización interfacial para células solares.
- En catálisis, la reactividad superficial del material y su resistencia a la corrosión sustentan su uso en catalizadores electroquímicos, como electrodos de reacción de evolución del oxígeno (OER) para la electrólisis del agua y soportes catalizadores bifuncionales en pilas de combustible. Dentro de los sistemas de energías renovables, los blancos de NiFeMo permiten la deposición de recubrimientos de colectores de corriente de baterías de iones de litio y capas de interfaz de baterías de estado sólido, con composiciones ajustables que garantizan la compatibilidad con diversos electrolitos. Las aplicaciones industriales aprovechan su robustez mecánica, derivada de aleaciones análogas de alta resistencia (por ejemplo, aceros Ni-Mo), para crear revestimientos protectores resistentes al desgaste y a altas temperaturas para álabes de turbinas aeroespaciales o capas resistentes a la corrosión en equipos semiconductores.
- Con el apoyo de los conocimientos técnicos de Stanford Advanced Materials, las soluciones personalizables -incluido el ajuste del contenido de Mo para mejorar la resistencia a la corrosión, la optimización de la microestructura (por ejemplo, el control del tamaño de grano para minimizar los defectos de la película) y las diversas geometrías (objetivos planares, rotatorios o tubulares)- responden tanto a las demandas de I+D como a las de escala industrial. Los ejemplos van desde recubrimientos uniformes ultrafinos para electrónica flexible hasta cátodos de composición graduada para dispositivos de alta temperatura. Las aplicaciones emergentes en la fabricación aditiva (por ejemplo, el revestimiento por láser) y los sistemas microelectromecánicos (MEMS) ponen aún más de relieve su potencial interdisciplinario.
Embalaje de los cátodos de níquel, hierro y molibdeno (NiFeMo)
Nuestros productos se embalan en cajas de cartón personalizadas de distintos tamaños en función de las dimensiones del material. Los artículos pequeños se embalan de forma segura en cajas de PP, mientras que los artículos más grandes se colocan en cajas de madera personalizadas. Garantizamos un estricto cumplimiento de la personalización del embalaje y el uso de materiales de amortiguación adecuados para proporcionar una protección óptima durante el transporte.
Embalaje: Cartón, caja de madera o personalizado.
Proceso de fabricación
1. Breve flujo del proceso de fabricación
2. Método de ensayo
- Análisis de composición química - Verificado mediante técnicas como GDMS o XRF para garantizar el cumplimiento de los requisitos de pureza.
- Pruebas de propiedades mecánicas: incluye pruebas de resistencia a la tracción, límite elástico y alargamiento para evaluar el rendimiento del material.
- Inspección dimensional: mide el grosor, la anchura y la longitud para garantizar el cumplimiento de las tolerancias especificadas.
- Inspección de la calidad de la superficie: comprueba la existencia de defectos como arañazos, grietas o inclusiones mediante un examen visual y ultrasónico.
- Pruebas de dureza - Determina la dureza del material para confirmar la uniformidad y la fiabilidad mecánica.
Níquel Hierro Molibdeno (NiFeMo) Preguntas Frecuentes
P1: ¿Qué es un Objetivo de Níquel Hierro Molibdeno (NiFeMo)?
R1: El cátodo NiFeMo es un cátodo para sputtering de aleación de alta pureza compuesto de níquel (Ni), hierro (Fe) y molibdeno (Mo), diseñado para procesos de deposición de película fina como la deposición física en fase vapor (PVD).
P2: ¿Qué industrias utilizan los cátodos de NiFeMo?
A2: Las aplicaciones clave incluyen la electrónica (almacenamiento magnético, sensores), la óptica (revestimientos antirreflectantes, capas conductoras transparentes), la catálisis (electrodos para la división del agua), las energías renovables (revestimientos de baterías) y los revestimientos protectores industriales (aeroespacial, equipos semiconductores).
P3: ¿Cuáles son las principales ventajas de rendimiento de los cátodos de NiFeMo?
A3: Alta homogeneidad estructural y estabilidad térmica para una deposición consistente de capas finas.
Mayor resistencia mecánica (por ejemplo, refuerzo de la solución sólida de Mo)
Mayor resistencia a la corrosión que las aleaciones binarias Ni-Fe.
Propiedades magnéticas y eléctricas sintonizables para aplicaciones especializadas
Tabla comparativa de prestaciones con productos de la competencia
Cátodos de níquel, hierro y molibdeno (NiFeMo) frente a materiales de la competencia: Comparación de prestaciones
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Propiedad
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Blanco de NiFeMo
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Productos de la competencia
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Ventajas de rendimiento
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Actividad catalítica
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Reacción de evolución del hidrógeno (HER) mejorada gracias a la interacción sinérgica Ni/Fe/Mo
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Mo puro: sitios activos limitados; aleaciones Ni-Fe: Menor reactividad superficial inducida por el Mo
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El NiFeMo presenta un potencial de inicio inferior (~30% de reducción) y una densidad de corriente superior en comparación con el MoS₂ prístino. Las nanopartículas de Ni proporcionan sitios activos adicionales, mejorando la cinética de transferencia de carga.
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Resistencia mecánica
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Elevada resistencia a la tracción (~1400 MPa) gracias al refuerzo en solución sólida del Mo.
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Aleaciones Ni-Mo: ~1200 MPa; aleaciones Fe-Mo: ~1000 MPa
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El contenido de Mo mejora la dureza y la resistencia a la fluencia a altas temperaturas (hasta 700°C). Superior a las aleaciones binarias Ni-Fe en aplicaciones portantes.
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Estabilidad térmica
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Mantiene la integridad estructural hasta 800°C
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Mo puro: se ablanda por encima de 600°C; aleaciones Ni-Fe: Inestabilidad de fase por encima de 500°C
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El Mo estabiliza los límites de grano, reduciendo el desajuste de la expansión térmica. Los cátodos de Mo procesados con LPPS muestran una estabilidad similar pero carecen de adaptabilidad a la aleación.
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Uniformidad de deposición
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Microestructura de grano fino (≤0,4 µm) con rendimiento de sputtering uniforme.
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Blancos de Mo de grano grueso: Tamaño de grano ~1,5 µm; Ni-Fe: Porosidad variable (~2-5%)
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El menor tamaño de grano y el contenido controlado de oxígeno (~0,18%) garantizan la deposición homogénea de películas finas (por ejemplo, películas de Mo de 700 nm con una rugosidad Ra <0,5 µm).
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Resistencia a la corrosión
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La pasivación de Mo en entornos oxidantes mejora la durabilidad
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Aleaciones Ni-Fe: Susceptible a las picaduras; Mo puro: resistencia limitada a la oxidación
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Las capas superficiales ricas en Mo inhiben la degradación en condiciones ácidas/alcalinas. Estabilidad demostrada en catálisis HER durante más de 100 horas.
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Personalización
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Contenido de Mo ajustable (p. ej., 4,5-25%) y geometrías objetivo (planas/rotatorias)
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Aleaciones binarias (Ni-Mo/Fe-Mo): Flexibilidad de composición limitada
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Stanford Advanced Materials ofrece soluciones a medida para estequiometrías específicas (por ejemplo, Ni80Fe15,5Mo4,5) y compatibilidad con sustratos, a diferencia de los ánodos de Mo industriales rígidos.
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Eficiencia de costes
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Menor dependencia del Pt en comparación con los catalizadores de Pt-MoS₂.
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Catalizadores modificados con Pt: Coste 3-5× superior
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El NiFeMo alcanza el 85-90% de la eficiencia HER del Pt-MoS₂ a un coste un 40% inferior, lo que lo hace viable para la producción de hidrógeno a gran escala.
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Información relacionada
- Materias primas - Níquel
Propiedades básicas
Número atómico: 28
Peso atómico: 58,69 g/mol
Densidad: 8.908 g/cm³
Punto de fusión: 1455°C
Características: Blanco plateado, ferromagnético (a temperatura ambiente), maleable, dúctil y resistente a la corrosión. Estable en el aire en condiciones normales.
Estados de oxidación: Principalmente +2; ocasionalmente +1, +3 o +4.
Propiedades químicas
Resistencia a la corrosión: Forma una capa protectora de óxido (NiO) en aire húmedo; moderadamente resistente a los ácidos y álcalis (pasivado por ácido nítrico concentrado).
Capacidad de aleación: Forma fácilmente aleaciones con hierro, cobre y cromo (por ejemplo, acero inoxidable, Nitinol).
Actividad catalítica: Muy utilizado en reacciones de hidrogenación (por ejemplo, endurecimiento de aceites vegetales).
Aplicaciones
Producción de acero inoxidable (representa más del 70% del consumo mundial de níquel): Mejora la resistencia a la corrosión y la resistencia mecánica.
Materiales para baterías: Componente clave en las baterías de níquel-hidruro metálico (NiMH) y de iones de litio (por ejemplo, los cátodos NMC).
Galvanoplastia: Niquelado para protección contra la corrosión y acabados decorativos.
Aleaciones de alta temperatura: Utilizadas en motores a reacción, turbinas de gas y reactores nucleares por su resistencia al calor.
Catalizadores: Procesos industriales de hidrogenación y desulfuración en el refinado petroquímico.
Recursos y producción
Principales reservas: Indonesia (mayores reservas mundiales), Filipinas, Rusia.
Formas de extracción: Minerales de sulfuro (por ejemplo, pentlandita) y laterita (óxido).
Preocupación medioambiental: La fundición de níquel emite óxidos de azufre (SOx) y metales pesados contaminantes.
- Materias primas- Hierro
Propiedades físicas
- Densidad: ~7,87 g/cm³
- Punto de fusión: 1538°C
- Punto de ebullición: 2862°C
- Magnetismo: Ferromagnético a temperatura ambiente (hasta ~770°C, punto Curie)
- Aspecto: Gris plateado brillante cuando está recién cortado, pero se oxida fácilmente en el aire.
Propiedades químicas
- El hierro forma fácilmente óxidos, como Fe₂O₃ (óxido) y Fe₃O₄, especialmente en aire húmedo.
- Suele existir en estados de oxidación +2 y +3 en compuestos (Fe²⁺, Fe³⁺).
- Reacciona con ácidos diluidos para producir hidrógeno gaseoso.
- Aunque es reactivo, forma una capa pasiva en algunos ambientes que puede protegerlo de la corrosión posterior.
Importancia industrial
- Producción de acero: El hierro es el componente principal en la fabricación de acero, donde se alea con carbono y otros elementos para producir una amplia variedad de materiales estructurales.
- Materiales magnéticos: Por sus propiedades magnéticas, se utiliza en transformadores, motores y almacenamiento de datos.
- Electrónica y películas finas: El hierro y sus aleaciones (como NiFe, FeCr) se utilizan en cátodos para sputtering y revestimientos para aplicaciones magnéticas y estructurales.
- Catalizadores: Se utilizan en procesos químicos como el proceso Haber-Bosch para la síntesis de amoníaco.
Papel biológico
- El hierro es un elemento esencial para la vida, ya que desempeña un papel fundamental en el transporte de oxígeno (hemoglobina), la función enzimática y el metabolismo celular.
Seguridad y manipulación
- El hierro metálico a granel suele ser seguro y no tóxico, pero los polvos finos pueden ser inflamables y deben manipularse en entornos controlados.
- Materias primas- Molibdeno
Propiedades físicas
- Densidad: ~10,2 g/cm³
- Punto de fusión: 2623°C (uno de los más altos entre todos los metales)
- Punto de ebullición: 4639°C
- Dureza: Alta resistencia y dureza, especialmente a temperaturas elevadas
- Conductividad térmica y eléctrica: Buen conductor del calor y la electricidad; conductividad térmica ~138 W/m-K
Propiedades químicas
- El molibdeno es relativamente inerte en el aire y el agua a temperatura ambiente.
- Forma óxidos estables (especialmente MoO₃) y es resistente a muchos ácidos, especialmente cuando está aleado.
- Los estados de oxidación más comunes son +4 y +6, siendo el Mo⁶⁺ el más frecuente en los compuestos.
Aplicaciones industriales
- Agente de aleación: Ampliamente utilizado en la producción de acero y superaleaciones para mejorar la resistencia, la tenacidad y la resistencia a la corrosión.
- Electrónica y películas finas: El Mo es un material clave en cátodos para sputtering para interconexiones de semiconductores, electrodos posteriores de TFT y células solares debido a su conductividad y adherencia.
- Componentes de alta temperatura: Ideal para piezas de hornos, filamentos y componentes aeroespaciales expuestos a calor extremo.
- Catálisis: Los compuestos de molibdeno sirven como catalizadores en el refinado del petróleo y la síntesis química.
Otros atributos
- Compatibilidad con el vacío: Excelente para su uso en entornos de vacío debido a su baja presión de vapor.
- Maquinabilidad: Aunque es duro, el Mo puede mecanizarse con las herramientas y el cuidado adecuados.
- Papel biológico: En trazas, es esencial en el metabolismo humano y animal, e interviene en la función enzimática.
