Vad är Reverse Sublimation?

den omvänd sublimering eller regressiv, även kallad avsättning eller stelning av en gas genom kylning, är motsatsen till sublimering, vilken förångar fasta substanser utan att först fördröja dem.

Många undersökningar pågår inom området för kemisk ångavsättning, särskilt när det gäller material som används för att täcka polymerer och hitta material som är mindre skadliga för miljön (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Vid en given temperatur kan de flesta föreningar och kemiska element innehålla en av tre olika tillstånd av material vid olika tryck.

I dessa fall kräver övergången från fast tillstånd till gasformigt tillstånd ett mellanliggande flytande tillstånd. Men vid temperaturer lägre än trippelpunktet kommer en ökning av trycket att resultera i en fasövergång, direkt från gasen till det fasta materialet.

Vid tryck under trippelpunktet kommer också en minskning av temperaturen att resultera i att en gas blir fast utan att passera genom det flytande området (Boundless, S.F.).

Exempel på omvänd sublimering

Is och snö är de vanligaste exemplen på omvänd sublimering. Snön som faller på vintern är produkten av superkylningen av vattenångan som finns i molnen.

Frost är ett annat exempel på deponering som kan ses som ett experiment i kemi som beskriver förändringar i materiens tillstånd.

Du kan också experimentera med en aluminiumburk och mycket kallt saltvatten. Meteorologer kunde testa deponeringen första hand under vintern 2014 på grund av subzero temperaturer i många områden i USA.

De ljusdioder, eller LED-lamporna, är belagda med olika ämnen genom avsättning.

Syntetiska diamanter kan också göras med kemisk deponering, vilket innebär att diamanter av alla former, storlekar och färger kan tillverkas genom konstgjord kylning av koldioxid.

Eleverna kan experimentera med att skapa en syntetisk diamant utan all värme och tryck (Garrett-Hatfield, S.F.).

Tillämpningar av sublimering

1- Kemisk ångavsättning

Kemisk ångavsättning (eller CVD) är ett generiskt namn för en grupp processer som involverar avsättning av ett fast material från en gasfas och liknar i vissa avseenden fysisk ångavsättning (PVD). ).

PVD skiljer sig ifrån att prekursorerna är fasta, varvid det material som skall deponeras förångas från en fast vit och avsätts på substratet.

Precursorgaserna (ofta utspädda i bärargaserna) tillförs reaktionskammaren vid approximativt omgivningstemperaturer.

När de passerar eller kommer i kontakt med ett uppvärmt substrat, reagerar de eller sönderdelas bildandet av en fast fas som avsätts på substratet.

Substratets temperatur är kritisk och kan påverka reaktionerna som kommer att äga rum (AZoM, 2002).

På ett sätt kan du spåra tekniken för kemisk ångavsättning eller CVD, hela vägen tillbaka till förhistoria:

"När kavarna tändde en lampa och sot deponerades på en grottans vägg", säger han, det var en rudimentär form av CVD.

Idag är CVD ett grundläggande tillverkningsverktyg som används i allt från solglasögon till påsar potatischips och är avgörande för produktionen av mycket av dagens elektronik.

Det är också en teknik som är föremål för förfining och ständig expansion, förskjutning av materialforskningen i nya riktningar, till exempel produktion av stora ark av grafen eller utveckling av solceller som kan "skrivas ut" på ett pappersark eller plastmaterial ( Chandler, 2015).

2- Fysisk ångavsättning

Fysisk ångavsättning (PVD) är väsentligen en förångningsbeläggningsteknik, som innefattar överföring av material på atomnivå. Det är en alternativ process för elektroplätering

Processen liknar kemisk ångavsättning (CVD), förutom att råmaterialen / prekursorerna.

Det vill säga, materialet som skall deponeras börjar i fast form, medan i CVD införs prekursorerna i reaktionskammaren i ett gasformigt tillstånd.

Den innehåller processer som spraybeläggning och laserpulsavsättning (AZoM, 2002).

Vid PVD-processen indunstas det höga renhetsfasta beläggningsmaterialet (metaller såsom titan, krom och aluminium) genom värme eller genom jonbombardemang (sputtering).

Samtidigt tillsätts en reaktiv gas (till exempel kväve eller ett gasinnehållande kol).

Formera en förening med den metalliska ångan som avsätts på verktygen eller komponenterna som en tunn och starkt vidhäftande beläggning.

En jämn beläggningstjocklek erhålles genom att rotera delarna med konstant hastighet runt flera axlar (Oerlikon Balzer, S.F.).

3- Deponering av atomlager

Avsättningen av atomskikt (DCA) är en avsättningsteknik i ångfas i stånd att avsätta tunna filmer av hög kvalitet, enhetlig och kompatibel vid relativt låga temperaturer.

Dessa utmärkta egenskaper kan användas för att hantera bearbetningsutmaningar för olika typer av nästa generationens solceller.

Därför har DCA för fotovoltaiska celler dragit stor intresse för akademisk och industriell forskning de senaste åren (J A van Delft, 2012).

Avsättningen av atomlager ger ett unikt verktyg för tillväxt av tunna filmer med utmärkt överensstämmelse och tjocklekskontroll till atomnivåer.

Användningen av DCA i energiforskning har fått ökad uppmärksamhet de senaste åren.

I solteknik används kiselnitrid Si3N4 som ett antireflektivt skikt. Detta skikt orsakar den mörkblå färgen hos de kristallina kiselcellerna.

Avsättningen utförs med förbättrad plasma i ett PECVD-system (kemisk ångdeposition förstärkt av plasma) (Wenbin Niu, 2015).

PECVD-tekniken möjliggör snabb avsättning av kiselnitridskiktet. Kanternas täckning är bra.

I allmänhet används silan och ammoniak som råmaterial. Deponering kan ske vid temperaturer under 400 ° C (Crystec Technology Trading, S.F.).

referenser

1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20 juni). Sublimeringsdefinition (fasövergång i kemi). Hämtad från thoughtco.com.
2. (2002, 31 juli). Kemisk ångdeponering (CVD) - En introduktion. Återställd från azom.com.
3. (2002, 6 augusti). Fysisk ångdeponering (PVD) - En introduktion. Återställd från azom.com.
4. (S.F.). Fast till gasfasövergång. Återställd från boundless.com.
5. Chandler, D. L. (2015, 19 juni). Förklarad: kemisk ångavsättning. Hämtad från news.mit.edu.
6. Crystec Technology Trading. (S.F.). Deponering av kiselnitrid-antireflexionsskikt på kristallina kiselsolceller genom PECVD-teknik. Återställd från crystec.com.
7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Deposition i kemiska experiment. Hämtad från education.seattlepi.com.
8. J A van Delft, D. G.-A. (2012, 22 juni). Atomlagsavlagring för fotovoltaik:. Återställd från tue.n.
9. Oerlikon Balzer. (S.F.). PVD-baserade processer. Återställd från oerlikon.com.
10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Användningar av atomskikt avsättning i solceller. Nanoteknik, volym 26, nummer 6.