Mis on Reverse Sublimatsioon?



The vastupidine sublimatsioon või regressiivne, mida nimetatakse ka gaasi sadestamiseks või tahkestamiseks jahutamise teel, on sublimatsiooni vastand, mis aurustab tahkeid aineid eelnevalt vedeldamata.

Keemiliste aurude sadestamise valdkonnas on käimas palju uuringuid, eriti polümeeride katmiseks kasutatavate materjalide valdkonnas ning keskkonna jaoks vähem kahjulike materjalide leidmiseks (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Teatud temperatuuri juures võivad enamikul ühenditel ja keemilistel elementidel olla üks kolmest erinevast olekust erinevas rõhus.

Nendel juhtudel nõuab üleminek tahkest olekust gaasilisele olekule vahepealset vedelikku. Kuid kolmekordsest punktist madalamatel temperatuuridel põhjustab rõhu suurenemine faasi ülemineku otse gaasist tahkele ainele.

Samuti põhjustab temperatuuri alandamine kolmekordse rõhu all olevatel rõhkudel gaasi tahkeks muutumist, ilma et see läbiks vedelat piirkonda (Boundless, S.F.)..

Pöörd sublimatsiooni näited

Jää ja lumi on kõige tavalisemad näited tagasikäikude sublimatsioonist. Talvel langev lumi on pilvedes leiduva veeauru ülekuumenemise tulemus.

Külm on teine ​​näide ladestumisest, mida võib vaadelda kui keemiaekspertiisi, mis kirjeldab aine oleku muutusi.

Võite katsetada ka alumiiniumkannu ja väga külma soolaveega. Meteoroloogid suutsid 2014. aasta talvel ladestumist esmakordselt testida, kuna mitmetes Ameerika Ühendriikide piirkondades tekkis madalam temperatuur..

Valgust kiirgavad dioodid või LED-tuled on kaetud erinevate ainetega.

Sünteetilisi teemandeid saab valmistada ka keemilise sadestamise abil, mis tähendab, et süsinikgaasi kunstliku jahutamisega saab valmistada igasuguse kujuga, suuruse ja värvi teemandid..

Õpilased saavad katsetada sünteetilise teemandi valmistamist ilma igasuguse kuumuse ja rõhuta (Garrett-Hatfield, S.F.).

Sublimatsiooni rakendused

1 - keemiline aurude sadestamine

Keemiline aurude sadestamine (või CVD) on üldine nimetus protsesside rühmale, mis hõlmab tahke materjali ladestamist gaasifaasist ja on mõningates aspektides sarnane füüsikaliste aurude sadestamisega (PVD). ).

PVD erineb selle poolest, et lähteained on tahked, sadestatav materjal aurustatakse tahkest valgest ja ladestatakse substraadile..

Prekursorgaasid (sageli lahjendatud kandegaasides) juhitakse reaktsioonikambrisse ligikaudu ümbritseva keskkonna temperatuuril.

Kui nad läbivad või puutuvad kokku kuumutatud substraadiga, reageerivad nad või moodustavad tahke faasi, mis sadestub substraadile.

Substraadi temperatuur on kriitiline ja võib mõjutada toimuvaid reaktsioone (AZoM, 2002).

Mõnes mõttes on võimalik jälgida keemilise aurude sadestamise tehnoloogiat või CVD-d kogu aeg enne eelajalugu:

"Kui koopad valgustasid lambi ja tahma ladestati koopa seinale," ütles ta, et see oli CVD algeline vorm.

Tänapäeval on CVD põhitootmisvahend, mida kasutatakse kõike alates päikeseprillidest kuni kartulikrõpsude kottidesse ja on oluline tänapäeva elektroonika tootmiseks..

See on ka tehnika, mida tuleb täiustada ja pidevalt laiendada, viies materjalide uurimist uutesse suundadesse, näiteks suurte grafeenilehtede tootmist või päikesepatareide väljaarendamist, mida võiks "paberile või plastikule" trükkida. Chandler, 2015).

2 - Füüsiline auru sadestumine

Füüsilise aurude sadestamine (PVD) on põhimõtteliselt aurustamispindamise meetod, mis hõlmab materjali ülekandmist aatomi tasemel. See on alternatiivne galvaniseerimisprotsess

Protsess sarnaneb keemiliste aurude sadestamisega (CVD), välja arvatud tooraine / lähteained.

See tähendab, et sadestatav materjal algab tahkel kujul, samas kui CVD-s sisestatakse prekursorid reaktsioonikambrisse gaasilises olekus.

See sisaldab selliseid protsesse nagu pihustus- ja laserimpulsi sadestamine (AZoM, 2002).

PVD-protsessis aurustatakse kõrge puhtusastmega tahke kattekiht (metallid nagu titaan, kroom ja alumiinium) kuumuse või ioonpommitamise teel (pihustamine)..

Samal ajal lisatakse reaktiivne gaas (näiteks lämmastik või süsinikku sisaldav gaas).

Moodustage metalliauruga ühend, mis asetatakse tööriistadele või komponentidele õhukese ja väga kleepuva kattena.

Ühtne kattekihi paksus saadakse osade pöörlemisel konstantsel kiirusel mitme telje ümber (Oerlikon Balzer, S.F.)..

3. Aatomikihtide sadestamine

Aatomikihtide (DCA) sadestamine on aurufaasis sadestamise tehnika, mis on võimeline laotama õhukesed, kõrge kvaliteediga, ühtlased ja ühilduvad õhukesed kiled suhteliselt madalatel temperatuuridel..

Neid silmapaistvaid omadusi saab kasutada erinevate põlvkonna päikesepatareide töötlemisprobleemide lahendamiseks.

Seetõttu on fotogalvaaniliste elementide DCA viimastel aastatel olnud akadeemiliste ja tööstusuuringute vastu väga huvitatud (J A van Delft, 2012).

Aatomikihtide sadestamine on ainulaadne vahend õhukeste kilede kasvatamiseks, millel on aatomitasemed suurepärase vastavuse ja paksusega.

DCA rakendamine energiauuringutes on viimastel aastatel üha enam tähelepanu pööranud.

Päikesetehnoloogias kasutatakse räninitriidi Si3N4 kui peegeldusvastast kihti. See kiht põhjustab kristallilise räni päikesepatareide tumesinise värvuse.

Sadestamine viiakse läbi parema plasmaga PECVD süsteemis (keemiline aurude sadestumine plasmas suurenenud) (Wenbin Niu, 2015).

PECVD tehnoloogia võimaldab räninitriidikihti kiiresti ladestada. Servade ulatus on hea.

Üldiselt kasutatakse toorainena silaani ja ammoniaaki. Sadestumine võib toimuda temperatuuril alla 400 ° C (Crystec Technology Trading, S.F.)..

Viited

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20. juuni). Sublimatsiooni määratlus (faasi üleminek keemias). Välja otsitud arvutustest.
  2. (2002, 31. juuli). Keemiline auru sadestamine (CVD) - sissejuhatus. Taastati azom.com-lt.
  3. (2002, 6. august). Füüsiline aurustamise-sadestamine (PVD) - sissejuhatus. Taastati azom.com-lt.
  4. (S.F.). Tahke kuni gaasifaasi üleminek. Taastati sidumata.com-st.
  5. Chandler, D. L. (2015, 19. juuni). Selgitatud: keemiline aurude sadestamine. Välja otsitud aadressilt news.mit.edu.
  6. Crystec Technology Trading. (S.F.). Räninitriidivastaste kihtide sadestamine kristallilistele räni päikesepatareidele PECVD tehnoloogia abil. Taastati kristallist.com.
  7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Sadestumine keemia katsetes. Välja otsitud haridusest.seattlepi.com.
  8. J A van Delft, D. G.-A. (2012, 22. juuni). Aatomikihi ladestamine fotogalvaanikale:. Taastati alates teisest.
  9. Oerlikon Balzer. (S.F.). PVD-põhised protsessid. Taastatud oerlikon.com.
  10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Aatomikihtide sadestamise rakendused päikesepatareides. Nanotehnoloogia, 26. köide, number 6.