Что такое обратная сублимация?

обратная сублимация или регрессивный, также называемый осаждением или затвердеванием газа путем охлаждения, является противоположностью сублимации, которая испаряет твердые вещества без их предварительного сжижения.

Многие исследования проводятся в области химического осаждения из паровой фазы, особенно в области материалов, используемых для покрытия полимеров, и находят материалы, которые менее вредны для окружающей среды (Anne Marie Helmenstine, 2016).

При данной температуре большинство соединений и химических элементов могут обладать одним из трех разных состояний вещества при разных давлениях..

В этих случаях для перехода из твердого состояния в газообразное состояние требуется промежуточное жидкое состояние. Но при температурах ниже, чем в тройной точке, повышение давления приведет к фазовому переходу непосредственно от газа к твердому веществу..

Кроме того, при давлениях ниже давления в трех точках снижение температуры приведет к тому, что газ станет твердым, не проходя через жидкую область (Boundless, S.F.).

Примеры обратной сублимации

Лед и снег являются наиболее распространенными примерами обратной сублимации. Снег, который выпадает зимой, является продуктом переохлаждения водяного пара, обнаруженного в облаках.

Мороз является еще одним примером осаждения, которое можно рассматривать как эксперимент в химии, который описывает изменения в состояниях вещества.

Вы также можете поэкспериментировать с алюминиевой банкой и очень холодной соленой водой. Метеорологи смогли проверить осаждение из первых рук зимой 2014 года из-за низких температур во многих районах Соединенных Штатов..

Светодиоды, или светодиодные фонари, покрыты различными веществами путем осаждения..

Синтетические алмазы также могут быть получены с использованием химического осаждения, что означает, что алмазы всех форм, размеров и цветов могут быть получены путем искусственного охлаждения углеродного газа.

Студенты могут экспериментировать с изготовлением синтетического алмаза без всякого тепла и давления (Garrett-Hatfield, S.F.).

Приложения сублимации

1- химическое осаждение из паровой фазы

Химическое осаждение из паровой фазы (или CVD) - это общее название для группы процессов, которые включают осаждение твердого материала из газовой фазы и в некоторых аспектах аналогично физическому осаждению из паровой фазы (PVD). ).

PVD отличается тем, что прекурсоры являются твердыми, а осаждаемый материал испаряется из твердого вещества белого цвета и осаждается на подложке..

Газы-предшественники (часто разбавленные в газах-носителях) подают в реакционную камеру приблизительно при температуре окружающей среды.

Когда они проходят или вступают в контакт с нагретой подложкой, они реагируют или разлагаются с образованием твердой фазы, которая осаждается на подложке.

Температура субстрата является критической и может влиять на реакции, которые будут иметь место (AZoM, 2002).

В некотором смысле, вы можете проследить технологию химического осаждения паров, или ССЗ, вплоть до предыстории:

«Когда пещерные люди зажгли лампу и на стену пещеры попала сажа», - говорит он, это была зачаточная форма ССЗ..

Сегодня сердечно-сосудистые заболевания являются основным производственным инструментом, используемым во всем, от солнцезащитных очков до пакетов с картофельными чипсами, и необходимы для производства большей части современной электроники..

Это также методика, подлежащая уточнению и постоянному расширению, подталкивающая исследования материалов в новых направлениях, таких как производство больших листов графена или разработка солнечных элементов, которые могут быть «напечатаны» на листе бумаги или пластика ( Чендлер, 2015).

2- Физическое осаждение из паровой фазы

Физическое осаждение из паровой фазы (PVD) - это, по существу, метод испарительного покрытия, который включает перенос материала на атомном уровне. Это альтернативный процесс гальваники

Процесс похож на химическое осаждение из паровой фазы (ХОПФ), за исключением того, что сырье / прекурсоры.

То есть осаждаемый материал начинается в твердой форме, тогда как при ХОП прекурсоры вводятся в реакционную камеру в газообразном состоянии..

Он включает в себя такие процессы, как распыление покрытия и лазерное импульсное осаждение (AZoM, 2002).

В процессе PVD твердый материал покрытия высокой чистоты (металлы, такие как титан, хром и алюминий) испаряется под воздействием тепла или ионной бомбардировки (распыления).

В то же время добавляется химически активный газ (например, азот или газ, содержащий углерод)..

Сформируйте соединение с металлическими парами, которые оседают на инструментах или компонентах, в виде тонкого и высокоадгезивного покрытия..

Равномерная толщина покрытия достигается вращением деталей с постоянной скоростью вокруг нескольких осей (Oerlikon Balzer, S.F.).

3- Осаждение атомных слоев

Осаждение атомных слоев (DCA) - это метод осаждения в паровой фазе, способный осаждать тонкие пленки высокого качества, однородные и совместимые при относительно низких температурах..

Эти выдающиеся свойства могут быть использованы для решения задач обработки для различных типов солнечных элементов следующего поколения.

Таким образом, DCA для фотоэлектрических элементов в последние годы вызвал большой интерес к академическим и промышленным исследованиям (J A van Delft, 2012).

Осаждение атомных слоев обеспечивает уникальный инструмент для роста тонких пленок с превосходным соответствием и контролем толщины атомным уровням.

В последние годы все большее внимание уделяется применению DCA в энергетических исследованиях..

В солнечной технологии нитрид кремния Si3N4 используется в качестве антиотражающего слоя. Этот слой вызывает темно-синий цвет кристаллических кремниевых солнечных элементов.

Осаждение проводится с улучшенной плазмой в системе PECVD (химическое осаждение из паровой фазы усиливается плазмой) (Wenbin Niu, 2015).

Технология PECVD позволяет быстро осаждать слой нитрида кремния. Покрытие краев хорошее.

В общем, силан и аммиак используются в качестве сырья. Осаждение может происходить при температуре ниже 400 ° C (Crystec Technology Trading, S.F.).

ссылки

1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20 июня). Определение сублимации (фазовый переход в химии). Получено с мысли.
2. (2002, 31 июля). Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) - Введение. Восстановлено от azom.com.
3. (2002, 6 августа). Физическое осаждение паров (PVD) - Введение. Восстановлено от azom.com.
4. (S.F.). Фазовый переход твердого тела в газ. Восстановлено от boundless.com.
5. Чендлер Д.Л. (2015, 19 июня). Объяснено: химическое осаждение из паровой фазы. Получено с news.mit.edu.
6. Crystec Technology Trading. (S.F.). Нанесение антирефлексионных слоев нитрида кремния на кристаллические кремниевые солнечные элементы по технологии PECVD. Восстановлено от crystec.com.
7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Осаждение в химических экспериментах. Получено с Education.seattlepi.com.
8. J A van Delft, D. G.-A. (2012, 22 июня). Осаждение атомного слоя для фотогальваники. Выздоровел от tue.n.
9. Эрликон Бальцер. (S.F.). PVD-процессы. Восстановлено от oerlikon.com.
10. Wenbin Niu, X.L. (2015). Применение осаждения атомного слоя в солнечных элементах. Нанотехнология, том 26, номер 6.