Hva er Reverse Sublimation?



den omvendt sublimering eller regressiv, også kalt avsetning eller størkning av en gass ved avkjøling, er det motsatte av sublimering som fordamper faste stoffer uten først å væske dem.

Mange undersøkelser pågår innen kjemisk dampavsetning, særlig når det gjelder materialer som brukes til å dekke polymerer, og finne stoffer som er mindre skadelige for miljøet (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Ved en gitt temperatur kan de fleste forbindelser og kjemiske elementer ha en av tre forskjellige tilstander av materiale ved forskjellige trykk.

I disse tilfeller krever overgangen fra fast tilstand til gassformig tilstand en mellomliggende flytende tilstand. Men ved temperaturer lavere enn trippelpunktet, vil en økning i trykk resultere i en faseovergang, direkte fra gassen til det faste stoffet.

Ved trykk under trippelpunkttrykket vil også en reduksjon i temperatur føre til at en gass blir fast uten å passere gjennom væskegruppen (Boundless, S.F.).

Eksempler på revers sublimering

Is og snø er de vanligste eksemplene på omvendt sublimering. Snøen som faller om vinteren er produktet av superkjøling av vanndampen som finnes i skyene.

Frost er et annet eksempel på deponering som kan sees som et eksperiment i kjemi som beskriver endringer i materieforholdene.

Du kan også eksperimentere med en aluminiumskanne og veldig kaldt saltvann. Meteorologer var i stand til å teste deponering førstehånd i løpet av vinteren 2014 på grunn av subzero temperaturer i mange områder av USA.

Lysdiodene, eller LED-lysene, er belagt med forskjellige stoffer ved avsetning.

Syntetiske diamanter kan også gjøres ved hjelp av kjemisk avsetning, noe som betyr at diamanter av alle former, størrelser og farger kan fremstilles ved kunstig avkjøling av karbongass.

Studentene kan eksperimentere med å lage en syntetisk diamant uten all varme og trykk (Garrett-Hatfield, S.F.).

Anvendelser av sublimering

1- Kjemisk dampavsetning

Kjemisk dampavsetning (eller CVD) er et generisk navn for en gruppe prosesser som innebærer å deponere et fast materiale fra en gassfase og er liknende i noen aspekter ved fysisk dampavsetning (PVD). ).

PVD er forskjellig ved at forløpene er faste, idet materialet som skal avsettes blir fordampet fra et fast hvitt og avsatt på substratet.

Forløpergassene (ofte fortynnet i bærergassene) tilføres til reaksjonskammeret ved omtrentlige omgivelsestemperaturer.

Når de passerer eller kommer i kontakt med et oppvarmet substrat, reagerer de eller dekomponerer danner en fast fase som legges på substratet.

Temperaturen på substratet er kritisk og kan påvirke reaksjonene som vil finne sted (AZoM, 2002).

På en måte kan du spore teknologien for kjemisk dampavsetning, eller CVD, helt tilbake til prehistorie:

"Når kavalerne tente en lampe og sot ble avsatt på veggen av en hule," sier han, det var en rudimentær form for CVD.

I dag er CVD et grunnleggende produksjonsverktøy som brukes i alt fra solbriller til poser med potetgull, og er avgjørende for produksjonen av mye av dagens elektronikk.

Det er også en teknikk som er gjenstand for forfining og konstant ekspansjon, for å presse materialforskningen i nye retninger, for eksempel produksjon av store ark av grafen eller utvikling av solceller som kan skrives ut på et ark papir eller plast ( Chandler, 2015).

2- Fysisk dampavsetning

Fysisk dampavsetning (PVD) er i hovedsak en fordampningsbeleggsteknikk, som innebærer overføring av materiale på atomnivå. Det er en alternativ prosess for galvanisering

Prosessen ligner på kjemisk dampavsetning (CVD), bortsett fra at råmaterialene / forløpene.

Det vil si at materialet som skal deponeres begynner i fast form, mens i CVD innføres forløperne i reaksjonskammeret i en gassformig tilstand.

Den inkorporerer prosesser som sprøytebelegg og laserpulsavsetning (AZoM, 2002).

I PVD-prosessen inndampes det høye, rene, faste belegningsmaterialet (metaller som titan, krom og aluminium) ved varme eller ved ionbombardement (sputtering).

Samtidig tilsettes en reaktiv gass (for eksempel nitrogen eller et gassholdig karbon).

Lag en forbindelse med metalldampen som er avsatt på verktøyene eller komponentene som et tynt og høyt vedleggende belegg.

En jevn beleggtykkelse oppnås ved å rotere delene med konstant hastighet rundt flere akser (Oerlikon Balzer, S.F.).

3- Avsetning av atomlag

Avsetningen av atomlag (DCA) er en avfallsbehandlingsteknikk i dampfase som er i stand til å avsette tynne filmer av høy kvalitet, jevn og kompatibel ved forholdsvis lave temperaturer.

Disse enestående egenskapene kan brukes til å takle prosessutfordringer for ulike typer neste generasjons solceller.

Derfor har DCA for fotovoltaiske celler tiltrukket stor interesse for faglig og industriell forskning de siste årene (J A van Delft, 2012).

Avsetningen av atomlag gir et unikt verktøy for vekst av tynne filmer med utmerket samsvar og tykkelse til atomnivå.

Anvendelsen av DCA i energiforskning har fått økende oppmerksomhet de siste årene.

I solteknologi brukes silisiumnitrid Si3N4 som et antireflekterende lag. Dette laget forårsaker den mørkblå fargen til de krystallinske silisium solceller.

Avsetningen utføres med forbedret plasma i et PECVD-system (kjemisk dampavsetning forsterket av plasma) (Wenbin Niu, 2015).

PECVD-teknologien tillater hurtig avsetting av silisiumnitridlaget. Dekningen av kantene er god.

Generelt brukes silan og ammoniakk som råmateriale. Deposisjon kan oppstå ved temperaturer under 400 ° C (Crystec Technology Trading, S.F.).

referanser

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20. juni). Sublimeringsdefinisjon (faseovergang i kjemi). Hentet fra thoughtco.com.
  2. (2002, 31. juli). Kjemisk dampavsetning (CVD) - En introduksjon. Gjenopprettet fra azom.com.
  3. (2002, 6 august). Fysisk dampavsetning (PVD) - En introduksjon. Gjenopprettet fra azom.com.
  4. (S.F.). Solid til gassfaseovergang. Gjenopprettet fra boundless.com.
  5. Chandler, D. L. (2015, 19. juni). Forklart: kjemisk dampavsetning. Hentet fra news.mit.edu.
  6. Crystec Technology Trading. (S.F.). Deposisjon av silisiumnitrid-antirefleksjonslag på krystallinske silisiumsolceller av PECVD-teknologi. Gjenopprettet fra crystec.com.
  7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Deposisjon i kjemieksperimenter. Hentet fra education.seattlepi.com.
  8. J A van Delft, D. G.-A. (2012, 22. juni). Atomlagsavsetning for fotovoltaik:. Gjenopprettet fra tue.n.
  9. Oerlikon Balzer. (S.F.). PVD-baserte prosesser. Gjenopprettet fra oerlikon.com.
  10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Anvendelser av atomlagsavsetning i solceller. Nanoteknologi, bind 26, nummer 6.