Що таке зворотний сублімація?

The зворотна сублімація або регресивний, який також називається осадженням або затвердінням газу охолодженням, є протилежністю сублімації, яка випаровує тверді речовини без попереднього їх розрідження.

Багато досліджень ведуться в галузі хімічного осадження з парової фази, особливо в області матеріалів, що використовуються для покриття полімерів, і знаходять матеріали, які менш шкідливі для навколишнього середовища (Anne Marie Helmenstine, 2016).

При даній температурі більшість сполук і хімічних елементів можуть мати одне з трьох різних станів речовини при різних тисках.

У цих випадках перехід з твердого стану в газоподібний стан вимагає проміжного рідкого стану. Але при температурах, нижчих, ніж потрійна точка, збільшення тиску призведе до фазового переходу, безпосередньо від газу до твердого тіла.

Крім того, при тисках, що перевищують тиск потрійної точки, зниження температури призведе до утворення твердого газу без проходження через рідку область (Boundless, S.F.).

Приклади зворотної сублімації

Лід і сніг є найпоширенішими прикладами зворотної сублімації. Сніг, що падає взимку, є результатом переохолодження водяної пари, що знаходиться в хмарах.

Мороз є ще одним прикладом осадження, який можна розглядати як експеримент з хімії, який описує зміни стану речовини.

Також можна експериментувати з алюмінієвою банки і дуже холодною солоною водою. Метеорологи змогли перевірити осадження з перших рук взимку 2014 року через низькі температури в багатьох районах США.

Світлодіоди, або світлодіодні ліхтарі, покриті різними речовинами шляхом осадження.

Синтетичні алмази також можуть бути виготовлені з використанням хімічного осадження, що означає, що алмази всіх форм, розмірів і кольорів можуть бути виготовлені шляхом штучного охолодження вуглецевого газу..

Студенти можуть експериментувати з виготовленням синтетичного алмазу без усього тепла і тиску (Garrett-Hatfield, S.F.).

Застосування сублімації

1 - Хімічне осадження з парової фази

Хімічне осадження з парової фази (або CVD) є загальною назвою для групи процесів, які передбачають нанесення твердого матеріалу з газової фази і подібне в деяких аспектах до фізичного осадження з парової фази (PVD). ).

PVD відрізняється тим, що попередники є твердими, при цьому матеріал, що підлягає осадження, випаровується з твердої речовини білого кольору і нанесений на підкладку.

Гази-попередники (часто розбавлені в газах-носіях) подаються в реакційну камеру приблизно при температурі навколишнього середовища.

Коли вони проходять або контактують з підігрітою підкладкою, вони реагують або розкладаються, утворюючи тверду фазу, яка осідає на підкладці.

Температура підкладки є критичною і може впливати на реакції, що відбудуться (AZoM, 2002).

У певному сенсі можна простежити технологію хімічного осадження з парової фази, або CVD, аж до передісторії:

"Коли печерні люди запалили світильник, а сажа була нанесена на стіну печери", - каже він, це була рудиментарна форма ССЗ.

Сьогодні CVD є основним виробничим інструментом, який використовується в усьому, від сонцезахисних окулярів до мішків картопляних чіпсів, і є важливим для виробництва більшої частини сучасної електроніки.

Це також технологія, що підлягає доопрацюванню і постійному розширенню, штовхає дослідження матеріалів в нових напрямках, таких як виробництво великих аркушів графена або розробка сонячних батарей, які можна "друкувати" на аркуші паперу або пластику ( Chandler, 2015).

2 - Фізичне осадження з парової фази

Фізичне осадження з парової фази (PVD) є по суті технологією випаровування покриття, яка передбачає передачу матеріалу на атомному рівні. Це альтернативний процес гальванізації

Процес аналогічний хімічному осадження з парової фази (CVD), за винятком того, що сировина / прекурсори.

Тобто матеріал, що осаджується, починається у твердій формі, тоді як в CVD попередники вводяться в реакційну камеру в газоподібному стані.

Вона включає процеси, такі як нанесення розпиленням і нанесення лазерних імпульсів (AZoM, 2002)..

У процесі PVD твердий матеріал покриття високої чистоти (метали, такі як титан, хром і алюміній) випаровується теплом або бомбардуванням іонами (розпиленням).

В той же час додають реактивний газ (наприклад, азот або газ, що містить вуглець).

Утворюють з'єднання з металевими парами, які осідають на інструментах або компонентах у вигляді тонкого і сильно прилипаючого покриття.

Однорідну товщину покриття отримують обертанням деталей з постійною швидкістю навколо декількох осей (Oerlikon Balzer, S.F.).

3- Осадження атомних шарів

Осадження атомних шарів (DCA) - це метод осадження в паровій фазі, здатний наносити тонкі плівки високої якості, однорідні і сумісні при відносно низьких температурах.

Ці видатні властивості можуть бути використані для вирішення проблем обробки для різних типів сонячних батарей наступного покоління.

Таким чином, DCA для фотоелектричних елементів привернув великий інтерес до наукових та промислових досліджень в останні роки (J A van Delft, 2012).

Осадження атомних шарів є унікальним засобом для вирощування тонких плівок з відмінною консолідацією і регулюванням товщини до атомних рівнів.

Застосування DCA в дослідженнях в галузі енергетики отримало все більшу увагу в останні роки.

У сонячній техніці в якості антиотражательного шару використовується нітрид кремнію Si3N4. Цей шар викликає темно-синій колір кристалічних кремнієвих сонячних елементів.

Осадження здійснюється з поліпшеною плазмою в системі PECVD (хімічне осадження з парової фази, підсиленої плазмою) (Wenbin Niu, 2015).

Технологія PECVD забезпечує швидке осадження шару нітриду кремнію. Покриття країв добре.

В цілому силан і аміак використовуються в якості сировини. Осадження може відбуватися при температурі нижче 400 ° C (Crystec Technology Trading, S.F.).

Список літератури

1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 20 червня). Визначення сублімації (фазовий перехід в хімії). Отримано з thoughtco.com.
2. (2002, 31 липня). Хімічне осадження парів (CVD) - вступ. Відновлено з azom.com.
3. (2002, 6 серпня). Фізичне осадження пари (PVD) - вступ. Відновлено з azom.com.
4. (S.F.). Твердий перехід до газової фази. Відновлюється від boundless.com.
5. Chandler, D. L. (2015, 19 червня). Пояснення: хімічне осадження з парової фази. Отримано з news.mit.edu.
6. Торгова технологія Crystec. (S.F.). Осадження антирефлексійних шарів нітриду кремнію на кристалічні кремнієві сонячні елементи методом PECVD. Відновлено з crystec.com.
7. Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Осадження в хімічних експериментах. Отримано з education.seattlepi.com.
8. J A van Delft, D.G.-A. (2012, 22 червня). Осадження атомного шару для фотовольтаїки:. Відновлюється від tue.n.
9. Oerlikon Balzer. (S.F.). Процеси на основі PVD. Відновлено з oerlikon.com.
10. Wenbin Niu, X. L. (2015). Застосування осадження атомного шару в сонячних елементах. Нанотехнології, том 26, № 6.