Ters Süblimasyon Nedir?

ters süblimasyon veya bir gazın soğutma yoluyla biriktirilmesi veya katılaştırılması olarak da adlandırılan gerici, ilk olarak sıvılaştırılmadan katıları buharlaştıran süblimasyonun tam tersidir..

Kimyasal buhar biriktirme alanında, özellikle polimerleri kaplamak için kullanılan malzemeler alanında ve çevreye daha az zarar verebilecek malzemeler konusunda pek çok araştırma yapılmaktadır (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Belirli bir sıcaklıkta, çoğu bileşik ve kimyasal element farklı basınçlarda üç farklı maddeden birine sahip olabilir.

Bu durumlarda, katı halden gaz haline geçiş, bir ara sıvı hal gerektirir. Ancak, üçlü noktadan düşük sıcaklıklarda, basınçtaki bir artış, doğrudan gazdan katı maddeye faz geçişine neden olur..

Ayrıca, üçlü nokta basıncının altındaki basınçlarda, sıcaklıktaki bir düşüş sıvı bölgenin içinden geçmeden gazın katılaşmasına neden olur (Sınırsız, S.F.)..

Ters süblimasyon örnekleri

Buz ve kar, ters süblimasyonun en yaygın örnekleridir. Kışın düşen kar, bulutlarda bulunan su buharının aşırı soğutmasının ürünüdür..

Frost, madde halindeki değişiklikleri tanımlayan kimyada bir deney olarak görülebilen başka bir biriktirme örneğidir.

Ayrıca bir alüminyum kutu ve çok soğuk bir tuzlu su ile deneyler yapabilirsiniz. Meteorologlar, Amerika Birleşik Devletleri'nin birçok bölgesinde sıfır altı sıcaklık nedeniyle 2014 kışında ilk elden biriktirmeyi test edebildiler..

Işık yayan diyotlar veya LED ışıklar, biriktirme yoluyla farklı maddelerle kaplanır.

Sentetik elmaslar ayrıca kimyasal biriktirme kullanılarak da yapılabilir; bu, tüm şekillerin, boyutların ve renklerin elmaslarının yapay olarak karbon gazı ile soğutulabileceği anlamına gelir..

Öğrenciler, tüm ısı ve baskı olmadan sentetik bir elmas üretmeyi deneyebilirler (Garrett-Hatfield, S.F.).

Süblimasyon uygulamaları

1- Kimyasal buhar biriktirme

Kimyasal buhar biriktirme (veya CVD), katı bir malzemenin bir gaz fazından biriktirilmesini içeren ve bazı yönlerden fiziksel buhar biriktirme (PVD) ile benzer olan bir grup işlem için genel bir isimdir. ).

PVD, prekürsörlerin katı olması bakımından farklıdır; biriktirilecek materyal, katı beyazdan buharlaştırılacak ve substrat üzerinde biriktirilecektir.

Öncü gazlar (genellikle taşıyıcı gazlarda seyreltilmiş) reaksiyon odasına yaklaşık ortam sıcaklıklarında verilir.

Isıtılmış bir substratla geçerken veya temas ettiklerinde, substrat üzerinde biriken katı bir faz oluşturarak reaksiyona girer veya ayrışırlar..

Substratın sıcaklığı kritiktir ve gerçekleşecek reaksiyonları etkileyebilir (AZoM, 2002).

Bir anlamda, tarih öncesi döneme dek kimyasal buhar biriktirme teknolojisi veya CVD teknolojisini takip edebilirsiniz:

“Mağara, bir lamba yaktığında ve kurum bir mağara duvarına bırakıldığında,” diyor..

Günümüzde CVD, güneş gözlüklerinden patates cipsi torbalarına kadar her şeyde kullanılan temel bir üretim aracıdır ve günümüz elektroniğinin çoğunun üretilmesi için gereklidir.

Ayrıca, büyük grafen tabakalarının üretilmesi veya bir kağıt veya plastik levha üzerine "basılabilecek" güneş pillerinin geliştirilmesi gibi materyallerin araştırılmasını yeni yönlere iterek, inceltme ve sürekli genişlemeye maruz kalan bir tekniktir ( Chandler, 2015).

2- Fiziksel buhar biriktirme

Fiziksel buhar biriktirme (PVD), esasen, malzemenin atomik seviyede transferini içeren bir buharlaştırma kaplama tekniğidir. Galvanik için alternatif bir işlemdir

İşlem, hammadde / öncül madde dışında kimyasal buhar biriktirmeye (CVD) benzer..

Yani, depolanacak malzeme katı halde başlar, CVD'de öncüler reaksiyon odasına gaz halinde eklenir.

Sprey kaplama ve lazer puls biriktirme gibi işlemleri içerir (AZoM, 2002)..

PVD işleminde, yüksek saflıkta katı kaplama malzemesi (titanyum, krom ve alüminyum gibi metaller), ısı veya iyon bombardımanı (püskürtme) ile buharlaştırılır..

Aynı zamanda, reaktif bir gaz (örneğin azot veya karbon içeren bir gaz) eklenir..

Aletlere veya bileşenlere ince ve çok yapışkan bir kaplama olarak bırakılan metalik buharla bir bileşik oluşturun..

Parçaların birkaç eksen çevresinde sabit bir hızda döndürülmesiyle homojen bir kaplama kalınlığı elde edilir (Oerlikon Balzer, S.F.).

3- Atomik tabakaların birikmesi

Atomik tabakaların (DCA) biriktirilmesi, nispeten düşük sıcaklıklarda homojen ve uyumlu yüksek kaliteli ince filmler depolayabilen buhar fazında biriktirme tekniğidir..

Bu olağanüstü özellikler, çeşitli nesil nesil güneş pilleri için işleme zorluklarının üstesinden gelmek için kullanılabilir.

Bu nedenle, fotovoltaik hücreler için DCA son yıllarda akademik ve endüstriyel araştırmalara büyük ilgi çekmiştir (J A van Delft, 2012)..

Atomik tabakaların biriktirilmesi, ince tabakaların büyümesi için atomik seviyelere mükemmel uyum ve kalınlık kontrolü ile eşsiz bir araç sağlar.

DCA'nın enerji araştırmalarında uygulanması son yıllarda artan ilgi görmüştür..

Güneş teknolojisinde, silikon nitrür Si3N4 yansıma önleyici bir katman olarak kullanılır. Bu katman kristalin silikon güneş pillerinin koyu mavi rengine neden olur.

Birikme, bir PECVD sisteminde (plazma tarafından geliştirilmiş kimyasal buhar biriktirme) geliştirilmiş plazma ile gerçekleştirilir (Wenbin Niu, 2015).

PECVD teknolojisi, silikon nitrür tabakasının hızlı bir şekilde birikmesini sağlar. Kenarların kapsamı iyi.

Genel olarak silan ve amonyak hammadde olarak kullanılır. Birikme, 400 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda meydana gelebilir (Crystec Technology Trading, S.F.).

referanslar

1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20 Haziran). Süblimasyon Tanımı (Kimyada Faz Geçişi). Thoughtco.com sitesinden alındı.
2. (2002, 31 Temmuz). Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) - Giriş. Azom.com sitesinden kurtarıldı.
3. (2002, 6 Ağustos). Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD) - Bir Giriş. Azom.com sitesinden kurtarıldı.
4. (S.F.). Gazdan Faza Geçiş. Boundless.com adresinden kurtarıldı.
5. Chandler, D.L. (2015, 19 Haziran). Açıklanan: kimyasal buhar biriktirme. News.mit.edu adresinden alındı.
6. Crystec Teknoloji Ticareti. (S.F.). Silisyum nitrür antirefleksyon tabakalarının kristalin silikon güneş pilleri üzerine PECVD teknolojisi ile depolanması Crystec.com adresinden kurtarıldı.
7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Kimya Deneylerinde Birikim. Education.seattlepi.com adresinden alındı.
8. J A van Delft, D. G.-A. (2012, 22 Haziran). Fotovoltaikler için atomik tabaka birikimi:. Tue.n'den kurtarıldı.
9. Oerlikon Balzer. (S.F.). PVD tabanlı işlemler. Oerlikon.com adresinden kurtarıldı.
10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Güneş pillerinde atomik tabaka biriktirme uygulamaları. Nanoteknoloji, Cilt 26, Sayı 6.