Hvad er Reverse Sublimation?

den omvendt sublimering eller regressiv, også kaldet afsætning eller størkning af en gas ved afkøling, er det modsatte af sublimering, som fordamper faste stoffer uden først at væske dem.

Der er mange undersøgelser på vej mod kemisk dampaflejring, især inden for materialer, der anvendes til at dække polymerer, og finde stoffer, der er mindre skadelige for miljøet (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Ved en given temperatur kan de fleste forbindelser og kemiske elementer have en af ​​tre forskellige tilstander af materiale ved forskellige tryk.

I disse tilfælde kræver overgangen fra fast tilstand til gasformig tilstand en mellemliggende flydende tilstand. Men ved temperaturer lavere end triplepunktet vil en stigning i tryk resultere i en faseovergang direkte fra gas til faststof.

Ved tryk under triplepunktstrykket vil også et fald i temperatur resultere i, at en gas bliver fast uden at passere gennem væskegruppen (Boundless, S.F.).

Eksempler på revers sublimering

Is og sne er de mest almindelige eksempler på omvendt sublimering. Sneen, der falder om vinteren, er produktet af superkøling af vanddampen, der findes i skyerne.

Frost er et andet eksempel på deponering, som kan ses som et eksperiment i kemi, der beskriver ændringer i materiens tilstand.

Du kan også eksperimentere med en aluminiumskande og meget koldt saltvand. Meteorologer var i stand til at teste deponering første hånd i løbet af vinteren 2014 på grund af subzero temperaturer i mange områder af USA.

De lysdioder, eller LED-lysene, er belagt med forskellige stoffer ved aflejring.

Syntetiske diamanter kan også laves ved hjælp af kemisk aflejring, hvilket betyder at diamanter af alle former, størrelser og farver kan fremstilles ved kunstigt afkøling af kulgas.

Studerende kan eksperimentere med at lave en syntetisk diamant uden al varme og tryk (Garrett-Hatfield, S.F.).

Anvendelser af sublimering

1- Kemisk dampaflejring

Kemisk dampaflejring (eller CVD) er et generisk navn for en gruppe processer, der involverer deponering af et fast materiale fra en gasfase og ligner i nogle aspekter fysisk dampaflejring (PVD). ).

PVD adskiller sig ved, at forstadierne er faste, idet materialet, der skal deponeres, fordampes fra et fast hvidt og aflejres på substratet.

Forstadier gasser (ofte fortyndet i bæregasser) tilføres reaktionskammeret ved omtrentlige omgivelsestemperaturer.

Når de passerer eller kommer i kontakt med et opvarmet substrat, reagerer eller dekomponerer de dannelse af en fast fase, der aflejres på substratet.

Substratets temperatur er kritisk og kan påvirke reaktionerne, der vil finde sted (AZoM, 2002).

På en måde kan du spore teknologien for kemisk dampaflejring eller CVD, helt tilbage til forhistorien:

"Når kaværerne tændte en lampe, og sod blev deponeret på en hule væg," siger han, det var en rudimentær form for CVD.

I dag er CVD et grundlæggende fremstillingsværktøj, der anvendes i alt fra solbriller til poser af kartoffelchips og er afgørende for produktionen af ​​mange af dagens elektronik.

Det er også en teknik, der er underlagt raffinement og konstant udvidelse, og skubber forskningen på materialer i nye retninger, såsom produktion af store ark grafen eller udviklingen af ​​solceller, der kan "printes" på et ark papir eller plastik ( Chandler, 2015).

2- Fysisk dampaflejring

Fysisk dampaflejring (PVD) er i det væsentlige en fordampningsbelægningsteknik, som involverer overførsel af materiale på atomniveau. Det er en alternativ proces til galvanisering

Processen ligner kemisk dampaflejring (CVD), bortset fra at råmaterialerne / forstadierne.

Det vil sige, at materialet, der skal deponeres, begynder i fast form, mens i CVD indføres forstadierne i reaktionskammeret i en gasformig tilstand.

Det indarbejder processer som spraybelægning og laserpulsaflejring (AZoM, 2002).

Ved PVD-processen inddampes det høje renhedsmæssige faste belægningsmateriale (metaller som titan, chrom og aluminium) ved varme eller ved ionbombardement (sputtering).

Samtidig tilsættes en reaktiv gas (for eksempel nitrogen eller et gasholdigt carbon).

Der dannes en forbindelse med den metalliske damp, der aflejres på værktøjerne eller komponenterne som en tynd og stærkt vedhængende belægning.

En ensartet belægningstykkelse opnås ved at rotere delene med konstant hastighed omkring flere akser (Oerlikon Balzer, S.F.).

3- Aflejring af atomlag

Aflejringen af ​​atomlagene (DCA) er en depositionsteknik i dampfase, der er i stand til at deponere tynde film af høj kvalitet, ensartet og kompatibel ved relativt lave temperaturer.

Disse fremragende egenskaber kan bruges til at tackle procesudfordringer for forskellige typer af næste generationens solceller.

Derfor har DCA til solcelleceller tiltrukket stor interesse for akademisk og industriel forskning i de senere år (J A van Delft, 2012).

Aflejringen af ​​atomlag giver et unikt værktøj til vækst af tynde film med fremragende overensstemmelse og tykkelse til atomniveau.

Anvendelsen af ​​DCA i energiforskning har i de senere år fået øget opmærksomhed.

I solteknologi anvendes siliconitrid Si3N4 som et antireflektivt lag. Dette lag forårsager den mørkblå farve af de krystallinske silicium solceller.

Aflejringen udføres med forbedret plasma i et PECVD-system (kemisk dampaflejring forstærket af plasma) (Wenbin Niu, 2015).

PECVD-teknologien tillader hurtig afsætning af siliciumnitridlaget. Dækningen af ​​kanterne er god.

Generelt anvendes silan og ammoniak som råmateriale. Afsættelse kan forekomme ved temperaturer under 400 ° C (Crystec Technology Trading, S.F.).

referencer

1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20. juni). Sublimeringsdefinition (faseovergang i kemi). Hentet fra thoughtco.com.
2. (2002, juli 31). Kemisk dampaflejring (CVD) - En introduktion. Gendannet fra azom.com.
3. (2002, 6 august). Fysisk dampaflejring (PVD) - En introduktion. Gendannet fra azom.com.
4. (S.F.). Fast til gas fase overgang. Gendannet fra boundless.com.
5. Chandler, D. L. (2015, juni 19). Forklaret: kemisk dampaflejring. Hentet fra news.mit.edu.
6. Crystec Technology Trading. (S.F.). Deponering af siliciumnitrid antireflexionslag på krystallinske silicium solceller ved hjælp af PECVD teknologi. Gendannet fra crystec.com.
7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Afsætning i kemiske eksperimenter. Hentet fra education.seattlepi.com.
8. J A van Delft, D. G.-A. (2012, 22. juni). Atomlagsaflejring til solceller:. Gendannet fra tue.n.
9. Oerlikon Balzer. (S.F.). PVD-baserede processer. Gendannet fra oerlikon.com.
10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Anvendelser af atomlagsaflejring i solceller. Nanoteknologi, bind 26, nummer 6.