Što je obrnuta sublimacija?



obratna sublimacija ili regresivan, koji se također naziva taloženje ili skrućivanje plina hlađenjem, suprotno je sublimaciji, koja isparava krute tvari bez njihovog ukapljivanja.

U tijeku su brojna istraživanja u području kemijskog taloženja para, osobito u području materijala koji se koriste za pokrivanje polimera, te pronalazak materijala koji su manje štetni za okoliš (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Na danoj temperaturi većina spojeva i kemijskih elemenata može imati jedno od tri različita stanja materije pri različitim pritiscima.

U tim slučajevima, prijelaz iz čvrstog stanja u plinovito stanje zahtijeva srednje tekuće stanje. No, na temperaturama nižim od trostruke točke, povećanje tlaka rezultirat će faznim prijelazom, izravno iz plina u krutinu.

Također, pri tlaku ispod tlaka s trostrukom točkom, smanjenje temperature rezultirat će da plin postane čvrsti bez prolaska kroz tekuću regiju (bez granica, S.F.).

Primjeri reverzne sublimacije

Led i snijeg najčešći su primjeri obrnute sublimacije. Snijeg koji pada zimi proizvod je prehladenja vodene pare koja se nalazi u oblacima.

Frost je još jedan primjer taloženja koji se može promatrati kao eksperiment u kemiji koji opisuje promjene u stanjima tvari.

Također možete eksperimentirati s aluminijskim limenkama i vrlo hladnom slanom vodom. Meteorolozi su mogli testirati taloženje iz prve ruke tijekom zime 2014. zbog niskih temperatura u mnogim područjima SAD-a.

Diode koje emitiraju svjetlo, ili LED svjetla, obložene su različitim tvarima.

Sintetički dijamanti se također mogu izraditi kemijskim taloženjem, što znači da se dijamanti svih oblika, veličina i boja mogu izraditi umjetnim hlađenjem ugljikovog plina..

Studenti mogu eksperimentirati s izradom sintetičkog dijamanta bez sve topline i tlaka (Garrett-Hatfield, S.F.).

Primjena sublimacije

1 - Kemijsko taloženje para

Kemijsko taloženje na paru (ili CVD) generički je naziv za skupinu postupaka koji uključuju odlaganje krutog materijala iz plinske faze i sličan je u nekim aspektima fizičkom taloženju pare (PVD). ).

PVD se razlikuje po tome što su prekursori kruti, a materijal koji se taloži isparava se iz krutine bijele boje i nanosi se na supstrat.

Prekursorski plinovi (često razrijeđeni u plinovitim nosačima) se dovode u reakcijsku komoru pri približno sobnoj temperaturi.

Kada prođu ili dođu u kontakt s zagrijanim supstratom, oni reagiraju ili se razgrađuju formirajući čvrstu fazu koja se taloži na podlozi.

Temperatura podloge je kritična i može utjecati na reakcije koje će se dogoditi (AZoM, 2002).

U određenom smislu, možete pratiti tehnologiju kemijskog taloženja para ili CVD, sve do pretpovijesti:

"Kada su pećinski ljudi zapalili svjetiljku i čađu položili na zid pećine", kaže on, to je bio osnovni oblik KVB.

Danas je CVD osnovni alat za proizvodnju, koji se koristi u svemu, od sunčanih naočala do vrećica čipsa, i neophodan je za proizvodnju velikog dijela današnje elektronike.

To je također tehnika koja je podložna profinjenosti i stalnoj ekspanziji, potičući istraživanja materijala u novim smjerovima, kao što je proizvodnja velikih listova grafena ili razvoj solarnih ćelija koje se mogu "tiskati" na listu papira ili plastike ( Chandler, 2015).

2 - Fizičko taloženje pare

Fizičko taloženje na paru (PVD) je u osnovi tehnika isparavanja, koja uključuje prijenos materijala na atomskoj razini. To je alternativni postupak za galvanizaciju

Postupak je sličan kemijskom nanošenju pare (CVD), osim sirovina / prekursora.

To jest, materijal koji se taloži počinje u čvrstom obliku, dok se u CVD prekursori uvode u reakcijsku komoru u plinovitom stanju.

Uključuje procese kao što su premazivanje raspršivanjem i taloženje laserskog pulsa (AZoM, 2002).

U PVD procesu, kruti materijal visoke čistoće (metali kao što je titan, krom i aluminij) isparava se toplinom ili ionskim bombardiranjem (prskanje)..

Istovremeno se dodaje reaktivni plin (na primjer, dušik ili plin koji sadrži ugljik).

Formira se spoj s metalnom parom koji se taloži na alate ili komponente kao tanak i visoko prionut premaz.

Ujednačena debljina sloja dobiva se rotiranjem dijelova konstantnom brzinom oko nekoliko osi (Oerlikon Balzer, S.F.).

3 - Odlaganje atomskih slojeva

Odlaganje atomskih slojeva (DCA) je tehnika taloženja u parnoj fazi koja može odlagati tanke filmove visoke kvalitete, uniformne i sukladne pri relativno niskim temperaturama.

Ova izvanredna svojstva mogu se koristiti za rješavanje izazova obrade za različite vrste solarnih ćelija sljedeće generacije.

Stoga je DCA za fotonaponske ćelije posljednjih godina privukao veliki interes za akademska i industrijska istraživanja (J A van Delft, 2012).

Odlaganje atomskih slojeva predstavlja jedinstveni alat za rast tankih filmova s ​​izvrsnom kontrolom sukladnosti i debljine na atomskoj razini.

Primjena DCA u energetskim istraživanjima dobila je sve veću pozornost posljednjih godina.

U solarnoj tehnologiji, silicijev nitrid Si3N4 se koristi kao antirefleksivni sloj. Ovaj sloj uzrokuje tamno plavu boju kristalnih silicijevih solarnih ćelija.

Odlaganje se provodi s poboljšanom plazmom u sustavu PECVD (kemijsko taloženje para pojačano plazmom) (Wenbin Niu, 2015).

PECVD tehnologija omogućuje brzo taloženje sloja silicij nitrida. Pokrivenost rubova je dobra.

Općenito, silan i amonijak koriste se kao sirovina. Depozicija se može odvijati na temperaturama ispod 400 ° C (Crystec Technology Trading, S.F.).

reference

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016., 20. lipnja). Definicija sublimacije (fazni prijelaz u kemiji). Preuzeto s thoughtco.com.
  2. (2002., 31. srpnja). Kemijsko odlaganje para (CVD) - Uvod. Oporavio se od azom.com.
  3. (2002., 6. kolovoza). Fizičko taloženje para (PVD) - Uvod. Oporavio se od azom.com.
  4. (S.F.). Prijelaz iz čvrstog na plinsku fazu. Oporavio se od boundless.com.
  5. Chandler, D.L. (2015., 19. lipnja). Objašnjeno: kemijsko taloženje para. Preuzeto s news.mit.edu.
  6. Trgovanje tehnologijom Crystec. (S.F.). Deponiranje antirefleksijskih slojeva silicijevog nitrida na solarne ćelije kristalnog silicija pomoću tehnologije PECVD. Oporavio se od crystec.com.
  7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Depozicija u kemijskim pokusima. Preuzeto s education.seattlepi.com.
  8. J A van Delft, D.G.-A. (2012., 22. lipnja). Odlaganje atomskog sloja za fotonaponske sustave:. Oporavio se od tue.n.
  9. Oerlikon Balzer. (S.F.). PVD procesi. Oporavio se od oerlikon.com.
  10. Wenbin Niu, X.L. (2015). Primjena nanosa atomskog sloja u solarnim ćelijama. Nanotehnologija, Svezak 26, Broj 6.