Kas yra atvirkštinis sublimavimas?

The atvirkštinė sublimacija arba regresyvus, taip pat vadinamas dujų nusėdimu arba kietinimu aušinimo būdu, yra priešingas sublimacijai, kuri išgarina kietąsias medžiagas be jų suskystinimo..

Keletas tyrimų vyksta cheminių garų nusodinimo srityje, ypač medžiagų, naudojamų polimerams padengti, srityje ir rasti mažiau aplinkai kenksmingas medžiagas (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Tam tikroje temperatūroje daugelis junginių ir cheminių elementų gali turėti vieną iš trijų skirtingų medžiagų būsenų skirtingais slėgiais.

Tokiais atvejais perėjimui nuo kietosios būsenos į dujinę būseną reikia tarpinio skysčio. Tačiau esant žemesnei nei trijų taškų temperatūrai, slėgio padidėjimas sukels fazinį perėjimą tiesiai iš dujų į kietą.

Be to, esant slėgiui žemiau trijų taškų slėgio, sumažėjus temperatūrai, dujos taps kietos, nevažiuojant per skystąjį regioną (Boundless, S.F.).

Atvirkštinio sublimavimo pavyzdžiai

Ledas ir sniegas yra dažniausiai naudojami atvirkštinės sublimacijos pavyzdžiai. Žiemą nukritęs sniegas yra debesyse aptikto vandens garų perpildymas.

Šaltis yra dar vienas nusėdimo pavyzdys, kuris gali būti laikomas chemijos eksperimentu, kuris apibūdina medžiagų būklės pokyčius.

Taip pat galite eksperimentuoti su aliuminio skardine ir labai šaltu druskos vandeniu. Meteorologai 2014 m. Žiemą sugebėjo išbandyti nusėdimą, nes daugelyje Jungtinių Amerikos Valstijų vietovių temperatūra buvo žemesnė..

Šviesos diodai arba LED šviesos dengiami skirtingomis medžiagomis.

Sintetiniai deimantai taip pat gali būti gaminami naudojant cheminį nusodinimą, o tai reiškia, kad dirbtinai aušinant anglies dujas galima gaminti visų formų, dydžių ir spalvų deimantus..

Studentai gali eksperimentuoti su sintetiniu deimantu be viso šilumos ir slėgio (Garrett-Hatfield, S.F.).

Sublimacijos taikymas

1 - Cheminis garų nusodinimas

Cheminis garų nusodinimas (arba CVD) yra bendrinis pavadinimas procesų grupei, apimančiai kietos medžiagos kaupimą iš dujų fazės ir kai kuriais aspektais panašus į fizinį garų nusodinimą (PVD). ).

PVD skiriasi tuo, kad pirmtakai yra kieti, o nusodinamoji medžiaga išgarinama iš kietos baltos ir nusodinama ant pagrindo..

Pirmtakų dujos (dažnai praskiestos nešiklio dujose) tiekiamos į reakcijos kamerą maždaug aplinkos temperatūroje.

Kai jie patenka arba susiliečia su šildomu substratu, jie reaguoja arba suyra, formuodami kietą fazę, kuri nusėda ant pagrindo..

Substrato temperatūra yra kritinė ir gali turėti įtakos reakcijoms, kurios vyksta (AZoM, 2002).

Tam tikra prasme jūs galite atsekti cheminių garų nusodinimo ar CVD technologiją iki pat priešistorės:

„Kai cavemen apšvietė lempą ir suodžiai buvo sudėti ant urvo sienos“, - sako jis, tai buvo pradinė CVD forma..

Šiandien CVD yra pagrindinis gamybos įrankis, naudojamas nuo saulės iki bulvių traškučių maišų ir yra labai svarbus šiandienos elektronikos gamybai..

Tai taip pat yra patobulintas ir nuolat plečiamas metodas, kuris skatina medžiagų tyrimus naujomis kryptimis, pavyzdžiui, didelių grafeno lakštų gamyba arba saulės elementų, kurie gali būti „atspausdinti“ ant popieriaus ar plastiko, kūrimas ( Chandler, 2015).

2 - Fizinis garų nusodinimas

Fizinis garų nusodinimas (PVD) iš esmės yra garinimo dangos metodas, kuris apima medžiagos perdavimą atominiu lygiu. Tai yra alternatyvus galvanizavimo procesas

Šis procesas yra panašus į cheminį garų nusodinimą (CVD), išskyrus žaliavas / pirmtakus.

Tai reiškia, kad nusodinamoji medžiaga prasideda kietoje formoje, o CVD pirmtakai į reakcijos kamerą patenka dujinėje būsenoje..

Jis apima procesus, tokius kaip purškimo ir lazerio impulsų nusodinimas (AZoM, 2002).

PVD procese didelio grynumo kieta danga (metalai, tokie kaip titanas, chromas ir aliuminis) išgarinama karščiu arba jonų bombardavimu (purškimu)..

Tuo pačiu metu pridedama reaktyvi dujų (pvz., Azoto arba anglies turinčio dujų).

Suformuokite junginį su metaliniu garu, kuris nusėda ant įrankių ar komponentų kaip plona ir labai prilipusi danga.

Vienodas dangos storis gaunamas pasukant dalis pastoviu greičiu aplink keletą ašių (Oerlikon Balzer, S.F.)..

3. Atominių sluoksnių nusodinimas

Atominių sluoksnių (DCA) nusodinimas yra nusodinimo garų fazėje būdas, galintis nusodinti plonas aukštos kokybės, vienodas ir tinkamas plėveles santykinai žemomis temperatūromis..

Šios išskirtinės savybės gali būti naudojamos sprendžiant įvairių tipų naujos kartos saulės elementų apdorojimo problemas.

Todėl fotovoltinių elementų DCA pastaraisiais metais sukėlė didelį susidomėjimą akademiniais ir pramoniniais tyrimais (J A van Delft, 2012).

Atominių sluoksnių nusodinimas yra unikalus įrankis plonoms plėvelėms auginti, pasižyminčioms puikiu atitikties ir storio reguliavimu prie atomų lygio.

Pastaraisiais metais DCA taikymas energetikos moksliniuose tyrimuose vis daugiau dėmesio.

Saulės technologijoje silicio nitridas Si3N4 naudojamas kaip antireflektinis sluoksnis. Šis sluoksnis sukelia kristalinio silicio saulės elementų tamsiai mėlyną spalvą.

Nusėdimas atliekamas su pagerinta plazma PECVD sistemoje (cheminis garų nusodinimas plazmoje) (Wenbin Niu, 2015).

PECVD technologija leidžia greitai nusodinti silicio nitrido sluoksnį. Kraštų aprėptis yra gera.

Apskritai, žaliava naudojama silanas ir amoniakas. Nusodinimas gali įvykti esant žemesnei nei 400 ° C temperatūrai (Crystec Technology Trading, S.F.)..

Nuorodos

1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016 m. Birželio 20 d.). Sublimacijos apibrėžimas (fazės perėjimas chemijoje). Gauta iš thinkco.com.
2. (2002 m. Liepos 31 d.). Cheminis garų nusodinimas (CVD) - įvadas. Atkurta iš azom.com.
3. (2002 m. Rugpjūčio 6 d.). Fizinis garų nusodinimas (PVD) - Įvadas. Atkurta iš azom.com.
4. (S.F.). Pereinamojo laikotarpio iki dujų fazės. Atkurta iš „boundless.com“.
5. Chandler, D. L. (2015 m. Birželio 19 d.). Paaiškinta: cheminis garų nusodinimas. Gauta iš news.mit.edu.
6. „Crystec Technology Trading“. (S.F.). Silicio nitrido antirefleksijos sluoksnių nusodinimas ant kristalinio silicio saulės elementų PECVD technologija. Susigrąžinta iš.
7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Nusodinimas chemijos eksperimentuose. Gauta iš education.seattlepi.com.
8. J A van Delft, D. G.-A. (2012 m. Birželio 22 d.). Atominio sluoksnio nusodinimas fotovoltams:. Susigrąžinta iš t.n.
9. Oerlikon Balzer. (S.F.). PVD procesai. Susigrąžinta iš oerlikon.com.
10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Atominio sluoksnio nusodinimo saulės elementuose taikymas. Nanotechnologijos, 26 tomas, Nr. 6.