Delen:
Wat is omgekeerde sublimatie?
de omgekeerde sublimatie of regressief, ook wel afzetting of stolling van een gas door koeling genoemd, is het tegenovergestelde van sublimatie, dat vaste stoffen verdampt zonder ze eerst vloeibaar te maken.
Veel onderzoeken zijn aan de gang op het gebied van chemische dampafzetting, vooral op het gebied van materialen die worden gebruikt om polymeren te bedekken, en vinden materialen die minder schadelijk zijn voor het milieu (Anne Marie Helmenstine, 2016).
Bij een gegeven temperatuur kunnen de meeste verbindingen en chemische elementen een van drie verschillende toestanden van materie bij verschillende drukken bezitten.
In deze gevallen vereist de overgang van de vaste toestand naar de gasvormige toestand een tussenliggende vloeibare toestand. Maar bij temperaturen lager dan het tripelpunt zal een toename van de druk resulteren in een faseovergang, rechtstreeks van het gas naar de vaste stof.
Ook zal bij druk onder de drievoudige puntdruk een afname in temperatuur resulteren in een gas dat vast wordt zonder door het vloeistofgebied te gaan (Boundless, S.F.).
Voorbeelden van reverse sublimatie
IJs en sneeuw zijn de meest voorkomende voorbeelden van reverse sublimatie. De sneeuw die in de winter valt, is het product van de onderkoeling van de waterdamp in de wolken.
Frost is een ander voorbeeld van depositie dat kan worden gezien als een experiment in de chemie dat veranderingen in de toestanden van materie beschrijft.
Je kunt ook experimenteren met een aluminium blikje en heel koud zout water. Meteorologen konden de neerslag uit eerste hand testen in de winter van 2014 als gevolg van temperaturen onder nul in veel gebieden van de Verenigde Staten.
De light-emitting diodes, of LED-lampen, zijn bekleed met verschillende stoffen door depositie.
Synthetische diamanten kunnen ook worden gemaakt met behulp van chemische depositie, wat betekent dat diamanten in alle vormen, maten en kleuren kunnen worden gemaakt door kunstmatig koolstofgas te koelen.
Studenten kunnen experimenteren met het maken van een synthetische diamant zonder alle hitte en druk (Garrett-Hatfield, S.F.).
Toepassingen van sublimatie
1- Chemische dampafzetting
Chemische dampafzetting (of CVD) is een generieke naam voor een groep processen waarbij een vast materiaal uit een gasfase wordt afgezet en in sommige opzichten vergelijkbaar is met fysische dampafzetting (PVD). ).
PVD verschilt daarin dat de voorlopers vast zijn, waarbij het te deponeren materiaal wordt verdampt uit een vast wit en op het substraat wordt afgezet.
De precursorgassen (vaak verdund in de draaggassen) worden naar de reactiekamer gebracht bij ongeveer omgevingstemperaturen.
Wanneer ze passeren of in contact komen met een verwarmd substraat, reageren ze of breken ze af onder vorming van een vaste fase die op het substraat wordt afgezet.
De temperatuur van het substraat is kritisch en kan de reacties beïnvloeden die zullen plaatsvinden (AZoM, 2002).
In zekere zin kunt u de technologie van chemische dampdepositie of CVD traceren, helemaal terug naar de prehistorie:
"Toen de holbewoners een lamp aansteekt en er roet op de muur van een grot is aangebracht", zegt hij, was het een rudimentaire vorm van HVZ.
Tegenwoordig is CVD een basisproductietool, die wordt gebruikt in alles van zonnebrillen tot zakjes chips, en essentieel is voor de productie van veel van de hedendaagse elektronica.
Het is ook een techniek die onderhevig is aan verfijning en voortdurende expansie, waarbij het onderzoek van materialen in nieuwe richtingen wordt geduwd, zoals de productie van grote vellen grafeen of de ontwikkeling van zonnecellen die kunnen worden "afgedrukt" op een vel papier of plastic ( Chandler, 2015).
2- Fysische dampafzetting
Fysische dampdepositie (PVD) is in wezen een verdampingsbekledingstechniek, die de overdracht van materiaal op atoomniveau omvat. Het is een alternatief proces voor galvaniseren
Het proces is vergelijkbaar met chemische dampdepositie (CVD), behalve dat de grondstoffen / voorlopers.
Dat wil zeggen, het af te zetten materiaal begint in vaste vorm, terwijl bij CVD de voorlopers in een gasvormige toestand in de reactiekamer worden gebracht.
Het bevat processen zoals sproeibekleding en laserpulsdepositie (AZoM, 2002).
Bij het PVD-proces wordt het zeer zuivere vaste coatingmateriaal (metalen zoals titanium, chroom en aluminium) verdampt door warmte of door ionenbombardement (sputteren).
Tegelijkertijd wordt een reactief gas (bijvoorbeeld stikstof of een gas dat koolstof bevat) toegevoegd.
Vorm een verbinding met de metaaldamp die op het gereedschap of de componenten wordt afgezet als een dunne en sterk hechtende coating.
Een uniforme coatingdikte wordt verkregen door de onderdelen met een constante snelheid rond verschillende assen te roteren (Oerlikon Balzer, S.F.).
3- Depositie van atomaire lagen
De afzetting van atomaire lagen (DCA) is een techniek van afzetting in de dampfase die in staat is om dunne films van hoge kwaliteit af te leveren, uniform en meegevend bij relatief lage temperaturen.
Deze uitstekende eigenschappen kunnen worden gebruikt om verwerkingsuitdagingen aan te pakken voor verschillende soorten zonnecellen van de volgende generatie.
Daarom heeft de DCA voor fotovoltaïsche cellen de afgelopen jaren grote belangstelling getrokken voor academisch en industrieel onderzoek (J A van Delft, 2012).
De afzetting van atomaire lagen biedt een uniek hulpmiddel voor de groei van dunne films met uitstekende conformiteit en diktecontrole tot atomaire niveaus.
De toepassing van de DCA in energieonderzoek heeft de laatste jaren steeds meer aandacht gekregen.
In zonnetechnologie wordt siliciumnitride Si3N4 gebruikt als een antireflecterende laag. Deze laag veroorzaakt de donkerblauwe kleur van de kristallijn siliciumzonnecellen.
De depositie wordt uitgevoerd met verbeterd plasma in een PECVD-systeem (chemische dampdepositie versterkt door plasma) (Wenbin Niu, 2015).
De PECVD-technologie maakt een snelle afzetting van de siliciumnitridelaag mogelijk. De dekking van de randen is goed.
Over het algemeen worden silaan en ammoniak als grondstof gebruikt. Depositie kan plaatsvinden bij temperaturen onder 400 ° C (Crystec Technology Trading, S.F.).
referenties
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20 juni). Sublimatiedefinitie (faseovergang in chemie). Opgehaald van thoughtco.com.
- (2002, 31 juli). Chemical Vapor Deposition (CVD) - Een inleiding. Hersteld van azom.com.
- (2002, 6 augustus). Fysieke dampafzetting (PVD) - een inleiding. Hersteld van azom.com.
- (S.F.). Solid to Gas Phase Transition. Hersteld van boundless.com.
- Chandler, D.L. (2015, 19 juni). Uitgelegd: chemische dampafzetting. Teruggeplaatst van news.mit.edu.
- Crystec Technology Trading. (S.F.). Depositie van siliciumnitride-antireflexielagen op kristallijn siliciumzonnecellen door PECVD-technologie. Hersteld van crystec.com.
- Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Depositie in chemie-experimenten. Teruggeplaatst van education.seattlepi.com.
- J A van Delft, D. G.-A. (2012, 22 juni). Afzetting van atoomlagen voor fotovoltaïsche zonne-energie:. Hersteld van tue.n.
- Oerlikon Balzer. (S.F.). Op PVD gebaseerde processen. Hersteld van oerlikon.com.
- Wenbin Niu, X. L. (2015). Toepassingen van afzetting van atoomlagen in zonnecellen. Nanotechnology, Volume 26, Nummer 6.