Mi a fordított szublimáció?

az fordított szublimáció vagy regresszív, más néven a gáz hűtése révén történő lerakódása vagy megszilárdulása a szublimáció ellentéte, ami elpárolog a szilárd anyagot anélkül, hogy először cseppfolyósítaná őket.

Számos vizsgálat folyik a kémiai gőz lerakódás területén, különösen a polimerek fedezésére használt anyagok területén, és olyan anyagok megtalálásában, amelyek kevésbé károsak a környezetre (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Egy adott hőmérsékleten a legtöbb vegyület és kémiai elem különböző nyomáskülönbséggel rendelkezik az anyag három különböző állapotának egyikével.

Ezekben az esetekben a szilárd állapotról a gázállapotba való átmenet közbenső folyékony állapotot igényel. A hármaspontnál alacsonyabb hőmérsékleten azonban a nyomásnövekedés fázistranszfert eredményez, közvetlenül a gázból a szilárd anyagba.

Emellett a hármaspontos nyomás alatti nyomáson a hőmérséklet csökkenése azt eredményezi, hogy a gáz szilárd marad anélkül, hogy áthaladna a folyékony régióban (Boundless, S.F.)..

Példák a fordított szublimációra

A jég és a hó a leggyakoribb példák a fordított szublimációra. A télen eső hó a felhőkben található vízgőz túlhűtésének eredménye.

A fagy egy másik példa a lerakódásra, amely a kémiai kísérletnek tekinthető, amely az anyagállapot változásait írja le.

Ön is kísérletezhet alumíniumdoboz és nagyon hideg sós vízzel. A meteorológusok az Egyesült Államokban számos területen 2014 elején tesztelhették a lerakódás első kézben tartását..

A fénykibocsátó diódák vagy a LED-es fények különböző anyagokkal vannak bevonva.

A szintetikus gyémántok kémiai lerakódással is előállíthatók, ami azt jelenti, hogy minden formájú, méretű és színű gyémánt mesterséges hűtéssel lehetséges..

A diákok kísérletezhetnek egy szintetikus gyémánt készítésével anélkül, hogy minden hő és nyomás (Garrett-Hatfield, S.F.).

Szublimációs alkalmazások

1- Kémiai gőz lerakódás

A kémiai gőz-lerakódás (vagy CVD) általános elnevezés egy olyan folyamatcsoport számára, amely magában foglalja a szilárd anyagnak a gázfázisból történő lerakódását, és bizonyos szempontból hasonló a fizikai gőz-lerakódáshoz (PVD). ).

A PVD abban különbözik, hogy a prekurzorok szilárdak, a lerakódó anyagot szilárd fehérből lepároljuk és a hordozóra helyezzük..

A prekurzor gázokat (gyakran a hordozógázokban hígítva) körülbelül a környezeti hőmérsékleten vezetjük be a reakciókamrába.

Amikor melegített szubsztrátummal haladnak át vagy érintkeznek, szilárd vagy szilárd fázist képeznek, amely a szubsztrátumra kerül..

A szubsztrát hőmérséklete kritikus, és befolyásolhatja a folyamatban lévő reakciókat (AZoM, 2002).

Bizonyos értelemben nyomon követheti a kémiai gőz lerakódás vagy a CVD technológiáját, egészen az őskorig:

"Amikor a barlangok megvilágítottak egy lámpát és a korom falán letétbe került a korom," mondja, ez a CVD kezdeti formája volt..

Ma a CVD egy alapvető gyártási eszköz, amelyet a napszemüvegektől kezdve a burgonya chips zsákjáig használnak, és elengedhetetlen a mai elektronika nagy mennyiségének előállításához..

Továbbá kifinomult és folyamatos terjeszkedés is lehet, az anyagok új irányba történő kutatását, például nagy grafénlapok gyártását vagy napelemek kifejlesztését, amelyek papírra vagy műanyagra nyomtathatók ( Chandler, 2015).

2 - Fizikai gőz lerakódás

A fizikai gőz lerakódás (PVD) lényegében egy elpárologtató bevonat technika, amely magában foglalja az anyag atomi szinten történő átvitelét. Ez egy alternatív eljárás a galvanizáláshoz

A folyamat hasonló a kémiai gőz-lerakódáshoz (CVD), kivéve, hogy a nyersanyagok / prekurzorok.

Ez azt jelenti, hogy a lerakódó anyag szilárd formában kezdődik, míg a CVD-ben a prekurzorok a reakciókamrába kerülnek gázállapotban.

Olyan folyamatokat foglal magában, mint a permetezés és a lézerimpulzus lerakódás (AZoM, 2002).

A PVD eljárás során a nagy tisztaságú szilárd bevonat (fémek, mint a titán, króm és alumínium) hővel vagy ion bombázással (porlasztással) elpárolog..

Ugyanakkor hozzáadunk egy reaktív gázt (például nitrogént vagy szén-tartalmú gázt).

Vékony és erősen tapadó bevonatként a fém gőzzel képzett vegyületet képeznek, amely a szerszámokra vagy alkotórészekre lerakódik.

Egységes bevonat vastagságot kapunk az alkatrészek állandó fordulatszámú forgatásával több tengely körül (Oerlikon Balzer, S.F.)..

3. Atomrétegek lerakódása

Az atomrétegek (DCA) lerakódása olyan gőzfázisú lerakódás technikája, amely viszonylag alacsony hőmérsékleten kiváló minőségű, egyenletes és kompatibilis vékony filmek elhelyezésére képes..

Ezek a kiemelkedő tulajdonságok a következő generációs napelemek különböző típusú feldolgozási kihívásainak kezelésére használhatók.

Ezért a fotovoltaikus cellák DCA az elmúlt években nagy érdeklődést váltott ki a tudományos és ipari kutatások iránt (J A van Delft, 2012).

Az atomrétegek lerakódása egyedülálló eszközt jelent a kiváló megfelelőségi és vastagságtartalmú, vékony filmek növekedéséhez az atomszintekhez.

Az elmúlt években egyre nagyobb figyelmet kapott a DCA energiakutatásban való alkalmazása.

A szolár-technológiában a Si3N4 szilícium-nitridet használják visszaverődő rétegként. Ez a réteg a kristályos szilícium napelemek sötétkék színét okozza.

A lerakódást PECVD-rendszerben javított plazmával végezzük (a plazma által fokozott kémiai gőz-lerakódás) (Wenbin Niu, 2015).

A PECVD technológia lehetővé teszi a szilícium-nitrid réteg gyors lerakódását. Az élek lefedettsége jó.

Általában nyersanyagként a szilánt és az ammóniát használják. A lerakódás 400 ° C alatti hőmérsékleten történhet (Crystec Technology Trading, S.F.)..

referenciák

1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, június 20.). Szublimációs meghatározás (fázisátmenet a kémia területén). A gondolat.hu-ból származik.
2. (2002, július 31.). Kémiai párolgás (CVD) - Bevezetés. Helyreállítva az azom.com oldalról.
3. (2002, augusztus 6.). Fizikai párolgás (PVD) - Bevezetés. Helyreállítva az azom.com oldalról.
4. (S. F.). Szilárd és gázfázisú átmenet. Visszatérve a boundless.com oldalról.
5. Chandler, D. L. (2015, június 19.). Magyarázat: kémiai gőz lerakódás. A news.mit.edu.
6. Crystec Technology Trading. (S. F.). A szilícium-nitrid antireflexiós rétegek lerakódása kristályos szilícium napelemekre PECVD technológiával. Visszanyerte a crystalec.com-tól.
7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Lerakódás a kémiai kísérletekben. Letöltve az oktatásból.seattlepi.com.
8. J A van Delft, D. G.-A. (2012, június 22.). Atomréteg lerakódás fotovoltaikumokhoz:. A tn.n.
9. Oerlikon Balzer. (S. F.). PVD alapú folyamatok. Az oerlikon.com-ról beszerezhető.
10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Atomréteg lerakódások alkalmazása napelemekben. Nanotechnológia, 26. kötet, 6. szám.