Kaj je povratna sublimacija?



The povratna sublimacija ali regresivno, imenovano tudi odlaganje ali strjevanje plina s hlajenjem, je nasprotno sublimaciji, ki upari trdne snovi, ne da bi jih prej utekočinila..

Številne raziskave potekajo na področju kemičnega naparjanja, zlasti na področju materialov, ki se uporabljajo za pokrivanje polimerov, in najdejo materiale, ki so manj škodljivi za okolje (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Pri dani temperaturi lahko večina spojin in kemičnih elementov poseduje eno od treh različnih stanj snovi pri različnih tlakih.

V teh primerih prehod iz trdnega stanja v plinasto stanje zahteva vmesno tekoče stanje. Toda pri temperaturah, nižjih od trojne točke, bo povečanje tlaka povzročilo fazni prehod, neposredno iz plina v trdno snov.

Tudi pri tlaku, ki je pod tlakom pod tremi točkami, zmanjšanje temperature povzroči, da se plin strdi, ne da bi šel skozi tekočo regijo (BF, S.F.).

Primeri povratne sublimacije

Led in sneg sta najpogostejša primera povratne sublimacije. Sneg, ki pade pozimi, je posledica podhladitve vodne pare, ki jo najdemo v oblaku.

Frost je še en primer odlaganja, ki ga lahko razumemo kot eksperiment v kemiji, ki opisuje spremembe v stanju snovi.

Poskusite lahko tudi z aluminijasto pločevinko in zelo hladno slano vodo. Meteorologi so lahko testirali odlaganje iz prve roke pozimi leta 2014, ker so temperature v številnih predelih ZDA.

Svetleče diode ali LED luči so obložene z različnimi snovmi.

Sintetični diamanti se lahko izdelajo tudi s kemičnim nanosom, kar pomeni, da lahko diamanti vseh oblik, velikosti in barv izdelamo s umetnim hlajenjem ogljikovega plina..

Študenti lahko eksperimentirajo z izdelavo sintetičnega diamanta brez vse toplote in tlaka (Garrett-Hatfield, S.F.).

Uporaba sublimacije

1 - Kemično nanašanje s paro

Kemično nanašanje s paro (CVD) je generično ime za skupino procesov, ki vključujejo odlaganje trdnega materiala iz plinske faze in je v nekaterih vidikih podobno fizičnemu nanašanju s paro (PVD). ).

PVD se razlikuje po tem, da so prekurzorji trdni, material, ki ga je treba deponirati, se izhlapi iz trdne bele barve in odlaga na substrat..

Prekurzorski plini (pogosto razredčeni v nosilnih plinih) se v reakcijsko komoro dobavljajo pri približno sobnih temperaturah.

Ko preidejo ali pridejo v stik z ogrevano podlago, reagirajo ali razpadejo in tvorijo trdno fazo, ki se odlaga na podlago.

Temperatura substrata je kritična in lahko vpliva na reakcije, ki bodo potekale (AZoM, 2002)..

V nekem smislu lahko sledimo tehnologiji kemičnega nanašanja hlapov ali CVD, vse do prazgodovine:

"Ko so jamski ljudje prižgali svetilko in kožo, ki je bila položena na steno jame," pravi, je bila osnovna oblika KVB.

Danes je CVD osnovno proizvodno orodje, ki se uporablja v vsem, od sončnih očal do vrečk krompirjevega čipsa, in je bistveno za proizvodnjo večine današnje elektronike.

Je tudi tehnika, ki je predmet prefinjenosti in nenehne širitve, s čimer se spodbuja raziskave materialov v novih smereh, kot je izdelava velikih listov grafena ali razvoj sončnih celic, ki jih je mogoče "natisniti" na list papirja ali plastike ( Chandler, 2015).

2. Fizično nanašanje hlapov

Fizično nanašanje s paro (PVD) je v bistvu tehnika uparjanja, ki vključuje prenos materiala na atomski ravni. To je alternativni postopek za galvanizacijo

Postopek je podoben kemičnemu nanašanju s paro (CVD), razen surovin / predhodnikov.

To pomeni, da se material, ki se deponira, začne v trdni obliki, medtem ko se v CVD prekurzorji vnašajo v reakcijsko komoro v plinastem stanju..

Vključuje procese, kot so nanos pršila in lasersko odlaganje impulzov (AZoM, 2002).

Pri postopku PVD je trdna prevleka visoke čistosti (kovine, kot je titan, krom in aluminij) uparena s toploto ali z ionskim bombardiranjem (razprševanje)..

Istočasno se doda reaktivni plin (npr. Dušik ali plin, ki vsebuje ogljik).

Oblikujemo spojino s kovinsko paro, ki se nanese na orodje ali sestavne dele kot tanko in zelo adherentno oblogo.

Enotno debelino prevleke dobimo z vrtenjem delov s konstantno hitrostjo okrog več osi ​​(Oerlikon Balzer, S.F.).

3- Odlaganje atomskih plasti

Odlaganje atomskih plasti (DCA) je tehnika odlaganja v parni fazi, ki omogoča odlaganje tankih filmov visoke kakovosti, uniformnosti in skladnosti pri relativno nizkih temperaturah..

Te izjemne lastnosti se lahko uporabijo za reševanje izzivov predelave za različne vrste sončnih celic naslednje generacije.

Zato je DCA za fotovoltaične celice v zadnjih letih pritegnil veliko zanimanje za akademske in industrijske raziskave (J A van Delft, 2012).

Odlaganje atomskih plasti zagotavlja edinstveno orodje za rast tankih filmov z odlično skladnostjo in nadzorom debeline na atomski ravni.

V zadnjih letih se je večji poudarek namenil uporabi DCA v energetskih raziskavah.

V sončni tehnologiji se silicijev nitrid Si3N4 uporablja kot antirefleksna plast. Ta plast povzroči temno modro barvo kristalnih silicijevih sončnih celic.

Odlaganje poteka z izboljšano plazmo v sistemu PECVD (kemično nanašanje s paro zaradi plazme) (Wenbin Niu, 2015).

PECVD tehnologija omogoča hitro odlaganje plasti silicijevega nitrida. Pokritost robov je dobra.

Na splošno se silan in amonijak uporabljata kot surovina. Odlaganje lahko poteka pri temperaturah pod 400 ° C (Crystec Technology Trading, S.F.).

Reference

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20. junij). Definicija sublimacije (fazni prehod v kemiji). Vzpostavljeno iz thoughtco.com.
  2. (2002, 31. julij). Kemično odlaganje hlapov (CVD) - Uvod. Izterjava iz azom.com.
  3. (2002, 6. avgust). Fizično nanašanje hlapov (PVD) - uvod. Izterjava iz azom.com.
  4. (S.F.). Trdna s plinskim prehodom. Izterjano iz boundless.com.
  5. Chandler, D.L. (2015, 19. junij). Pojasnilo: kemično nanašanje s paro. Vzpostavljeno iz news.mit.edu.
  6. Trgovanje s tehnologijo Crystec. (S.F.). Odlaganje antirefleksijskih plasti silicijevega nitrida na kristalne silicijeve sončne celice s tehnologijo PECVD. Izterjal iz crystec.com.
  7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Odlaganje v kemijskih poskusih. Vzpostavljeno iz education.seattlepi.com.
  8. J A van Delft, D.G.-A. (2012, 22. junij). Odlaganje atomske plasti za fotovoltaiko:. Izterjal sem iz tue.n.
  9. Oerlikon Balzer. (S.F.). PVD procesi. Izterjana s strani oerlikon.com.
  10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Uporaba nanosov atomskih plasti v sončnih celicah. Nanotehnologija, zvezek 26, številka 6.