Какво е обратна сублимация?

на обратна сублимация или регресивен, наричан още отлагане или втвърдяване на газ чрез охлаждане, е обратното на сублимацията, която изпарява твърдите вещества без да ги втечнява.

В момента се провеждат много изследвания в областта на химическото отлагане на пари, особено в областта на материалите, използвани за покриване на полимери, и намират материали, които са по-малко вредни за околната среда (Anne Marie Helmenstine, 2016).

При дадена температура повечето съединения и химични елементи могат да притежават едно от трите различни състояния на материята при различни налягания.

В тези случаи преходът от твърдо състояние към газообразно състояние изисква междинно течно състояние. Но при температури, по-ниски от тройната точка, увеличаването на налягането ще доведе до фазов преход, директно от газа към твърдото вещество.

Също така, при налягане под тройното налягане, понижаването на температурата ще доведе до образуване на твърд газ без преминаване през течната област (Boundless, S.F.).

Примери за обратна сублимация

Ледът и снегът са най-честите примери за обратна сублимация. Снегът, който пада през зимата, е резултат от преохлаждането на водните пари, намерени в облаците.

Frost е друг пример за отлагане, който може да се разглежда като експеримент в химията, който описва промените в състоянията на материята.

Можете също така да експериментирате с алуминиева кутия и много студена солена вода. Метеоролозите бяха в състояние да тестват отлагания от първа ръка през зимата на 2014 г. поради отрицателните температури в много райони на САЩ.

Светлинните диоди или LED светлини са покрити с различни вещества чрез отлагане.

Синтетичните диаманти също могат да бъдат направени с химическо отлагане, което означава, че диаманти от всички форми, размери и цветове могат да бъдат направени чрез изкуствено охлаждане на въглеродния газ.

Студентите могат да експериментират с направата на синтетичен диамант без цялата топлина и налягане (Garrett-Hatfield, S.F.).

Приложения на сублимация

1- Химично отлагане на пари

Химичното отлагане на пари (или CVD) е общо наименование за група процеси, които включват депозиране на твърд материал от газова фаза и е сходен в някои аспекти с физическо отлагане на пари (PVD). ).

PVD се различава по това, че прекурсорите са твърди, като материалът, който трябва да се отдели, се изпарява от твърдо бяло и се отлага върху субстрата.

Прекурсорните газове (често разредени в газовете носители) се подават в реакционната камера при приблизително околни температури.

Когато преминават или влизат в контакт с нагрята подложка, те реагират или се разлагат, образувайки твърда фаза, която се отлага върху субстрата.

Температурата на субстрата е критична и може да повлияе на реакциите, които ще се случат (AZoM, 2002).

В известен смисъл, можете да проследите технологията на химическо отлагане на пари или CVD, чак до предисторията:

"Когато пещерните хора запалиха лампа и саждите бяха положени на стената на пещера," казва той, това беше елементарна форма на ССЗ.

Днес, CVD е основен производствен инструмент, използван във всичко - от слънчеви очила до торби с картофен чипс, и е от съществено значение за производството на голяма част от днешната електроника.

Това е също така техника, подлежаща на усъвършенстване и непрекъснато разширяване, придвижвайки изследванията на материалите в нови посоки, като производството на големи листове графен или разработването на слънчеви клетки, които могат да бъдат "отпечатани" на лист хартия или пластмаса Chandler, 2015).

2 - Физическо отлагане на пари

Физическото отлагане на пари (PVD) е по същество техника за изпаряване, която включва прехвърляне на материал на атомно ниво. Това е алтернативен процес на галванизиране

Процесът е подобен на химическото отлагане на пари (CVD), с изключение на суровините / прекурсорите.

Това означава, че материалът, който ще се отлага, започва в твърда форма, докато в CVD прекурсорите се въвеждат в реакционната камера в газообразно състояние.

Той включва процеси като покритие с разпръскване и отлагане на лазерни импулси (AZoM, 2002).

При PVD процеса, материалът с високо чистота за твърдо покритие (метали като титан, хром и алуминий) се изпарява чрез топлина или чрез бомбардиране с йони (разпрашаване)..

В същото време се добавя реактивен газ (например азот или газ, съдържащ въглерод).

Образуват съединение с металната пара, което се отлага върху инструментите или компонентите като тънко и силно прилепващо покритие.

Еднаква дебелина на покритието се получава чрез завъртане на частите с постоянна скорост около няколко оси (Oerlikon Balzer, S.F.).

3- Отлагане на атомни слоеве

Отлагането на атомни слоеве (DCA) е техника на отлагане в парна фаза, способна да отлага тънки филми с високо качество, еднакви и съвместими при относително ниски температури.

Тези изключителни свойства могат да се използват за справяне с предизвикателствата при обработката на различни видове слънчеви клетки от следващо поколение.

Ето защо, DCA за фотоволтаични клетки е привлякъл голям интерес в академичните и промишлени изследвания през последните години (J A van Delft, 2012).

Отлагането на атомни слоеве осигурява уникално средство за растеж на тънки слоеве с отлично съответствие и контрол на дебелината на атомните нива.

Прилагането на DCA в областта на изследванията в областта на енергетиката придоби нарастващо внимание през последните години.

В соларната технология, силициев нитрид Si3N4 се използва като антиотражателен слой. Този слой причинява тъмно синия цвят на кристалните силициеви слънчеви клетки.

Отлагането се извършва с подобрена плазма в PECVD система (химическо отлагане на пари чрез плазма) (Wenbin Niu, 2015).

Технологията PECVD позволява бързо отлагане на слоя силициев нитрид. Покритието на ръбовете е добро.

Като цяло силанът и амонякът се използват като суровина. Отлагането може да настъпи при температури под 400 ° С (Crystec Technology Trading, S.F.).

препратки

1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20 юни). Определение за сублимация (фазов преход в химията). Взето от thoughtco.com.
2. (2002, 31 юли). Химично отлагане на пари (CVD) - Въведение. Възстановен от azom.com.
3. (2002, 6 август). Физическо отлагане на пари (PVD) - Въведение. Възстановен от azom.com.
4. (S.F.). Твърдо преминаване към газова фаза. Възстановен от boundless.com.
5. Chandler, D.L. (2015, 19 юни). Обяснение: химическо отлагане на пари. Извлечено от news.mit.edu.
6. Търговия с технологии Crystec. (S.F.). Отлагане на антирефлекторни слоеве от силициев нитрид върху кристални силициеви слънчеви клетки чрез PECVD технология. Възстановен от crystec.com.
7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Отлагане в експерименти по химия. Извлечено от education.seattlepi.com.
8. J A van Delft, D.G.-A. (2012 г., 22 юни). Отлагане на атомни слоеве за фотоволтаици:. Възстановен от туне.
9. Oerlikon Balzer. (S.F.). Процеси, основани на PVD. Възстановен от oerlikon.com.
10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Приложения на отлагане на атомни слоеве в слънчеви клетки. Нанотехнология, том 26, брой 6.