Chia sẻ:
Đảo ngược thăng hoa là gì?
các đảo ngược thăng hoa hoặc hồi quy, còn được gọi là lắng đọng hoặc hóa rắn khí bằng cách làm mát, ngược lại với sự thăng hoa, làm bay hơi chất rắn mà không hóa lỏng chúng trước.
Nhiều cuộc điều tra đang được tiến hành trong lĩnh vực lắng đọng hơi hóa học, đặc biệt là trong lĩnh vực vật liệu được sử dụng để phủ polymer và tìm ra vật liệu ít gây hại cho môi trường (Anne Marie Helmenstine, 2016).
Ở một nhiệt độ nhất định, hầu hết các hợp chất và các nguyên tố hóa học có thể có một trong ba trạng thái vật chất khác nhau ở áp suất khác nhau.
Trong những trường hợp này, quá trình chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái khí đòi hỏi trạng thái lỏng trung gian. Nhưng ở nhiệt độ thấp hơn điểm ba, áp suất tăng sẽ dẫn đến sự chuyển pha, trực tiếp từ chất khí sang chất rắn.
Ngoài ra, ở áp suất dưới áp suất ba điểm, nhiệt độ giảm sẽ dẫn đến việc khí trở nên rắn mà không đi qua vùng chất lỏng (Boundless, S.F.).
Ví dụ về sự thăng hoa ngược
Băng và tuyết là những ví dụ phổ biến nhất của sự thăng hoa ngược. Tuyết rơi vào mùa đông là sản phẩm của quá trình siêu lạnh của hơi nước được tìm thấy trong các đám mây.
Frost là một ví dụ khác về sự lắng đọng có thể được xem như một thí nghiệm trong hóa học mô tả những thay đổi trong trạng thái của vật chất.
Bạn cũng có thể thử nghiệm với một lon nhôm và nước muối rất lạnh. Các nhà khí tượng học đã có thể kiểm tra sự lắng đọng trực tiếp trong mùa đông năm 2014 do nhiệt độ subzero ở nhiều khu vực của Hoa Kỳ.
Các điốt phát sáng, hoặc đèn LED, được phủ bằng các chất khác nhau bằng cách lắng đọng.
Kim cương tổng hợp cũng có thể được tạo ra bằng cách sử dụng lắng đọng hóa học, có nghĩa là kim cương ở tất cả các hình dạng, kích cỡ và màu sắc có thể được tạo ra bằng khí carbon làm mát nhân tạo.
Học sinh có thể thử nghiệm chế tạo một viên kim cương tổng hợp mà không cần tất cả sức nóng và áp lực (Garrett-Hatfield, S.F.).
Ứng dụng thăng hoa
1- Lắng đọng hơi hóa chất
Lắng đọng hơi hóa học (hay CVD) là tên gọi chung của một nhóm các quá trình liên quan đến việc lắng đọng một vật liệu rắn từ pha khí và tương tự như một số khía cạnh của lắng đọng hơi vật lý (PVD). ).
PVD khác ở chỗ các tiền chất là chất rắn, với vật liệu được lắng đọng được bốc hơi từ một chất rắn màu trắng và lắng đọng trên đế.
Các khí tiền chất (thường được pha loãng trong các khí mang) được cung cấp cho buồng phản ứng ở nhiệt độ môi trường xung quanh.
Khi chúng đi qua hoặc tiếp xúc với chất nền được nung nóng, chúng phản ứng hoặc phân hủy tạo thành một pha rắn được lắng đọng trên đế.
Nhiệt độ của chất nền rất quan trọng và có thể ảnh hưởng đến các phản ứng sẽ xảy ra (AZoM, 2002).
Theo một nghĩa nào đó, bạn có thể theo dõi công nghệ lắng đọng hơi hóa học, hoặc CVD, tất cả các cách trở về thời tiền sử:
"Khi những người thượng cổ thắp một ngọn đèn và bồ hóng được đặt trên tường của một hang động," ông nói, đó là một hình thức thô sơ của CVD.
Ngày nay, CVD là một công cụ sản xuất cơ bản, được sử dụng trong mọi thứ, từ kính râm đến túi khoai tây chiên, và rất cần thiết cho việc sản xuất nhiều thiết bị điện tử ngày nay.
Đây cũng là một kỹ thuật để tinh chế và mở rộng liên tục, thúc đẩy nghiên cứu vật liệu theo hướng mới, chẳng hạn như sản xuất các tấm graphene lớn hoặc phát triển pin mặt trời có thể được "in" trên một tờ giấy hoặc nhựa ( Chandler, 2015).
2- Lắng đọng hơi vật lý
Lắng đọng hơi vật lý (PVD) về cơ bản là một kỹ thuật phủ hóa hơi, liên quan đến việc chuyển nguyên liệu ở cấp độ nguyên tử. Đây là một quá trình thay thế cho mạ điện
Quá trình này tương tự như lắng đọng hơi hóa học (CVD), ngoại trừ nguyên liệu thô / tiền chất.
Đó là, vật liệu được lắng đọng bắt đầu ở dạng rắn, trong khi ở CVD, các tiền chất được đưa vào buồng phản ứng ở trạng thái khí.
Nó kết hợp các quá trình như lớp phủ phun và lắng đọng xung laser (AZoM, 2002).
Trong quy trình PVD, vật liệu phủ rắn có độ tinh khiết cao (các kim loại như titan, crôm và nhôm) bị bay hơi bởi nhiệt hoặc do bắn phá ion (phún xạ).
Đồng thời, một khí phản ứng (ví dụ, nitơ hoặc khí có chứa carbon) được thêm vào.
Tạo thành một hợp chất với hơi kim loại được lắng đọng trên các công cụ hoặc các thành phần dưới dạng một lớp phủ mỏng và có độ bám dính cao.
Độ dày lớp phủ đồng nhất thu được bằng cách xoay các bộ phận với tốc độ không đổi xung quanh một số trục (Oerlikon Balzer, S.F.).
3- Sự lắng đọng của các lớp nguyên tử
Sự lắng đọng của các lớp nguyên tử (DCA) là một kỹ thuật lắng đọng trong pha hơi có khả năng lắng đọng các màng mỏng chất lượng cao, đồng đều và tuân thủ ở nhiệt độ tương đối thấp.
Những đặc tính nổi bật này có thể được sử dụng để giải quyết các thách thức xử lý đối với các loại pin mặt trời thế hệ tiếp theo.
Do đó, DCA cho các tế bào quang điện đã thu hút sự quan tâm lớn trong nghiên cứu học thuật và công nghiệp trong những năm gần đây (J A van Delft, 2012).
Sự lắng đọng của các lớp nguyên tử cung cấp một công cụ độc đáo cho sự phát triển của màng mỏng với sự phù hợp tuyệt vời và kiểm soát độ dày đến mức nguyên tử.
Việc áp dụng DCA trong nghiên cứu năng lượng đã nhận được sự chú ý ngày càng tăng trong những năm gần đây.
Trong công nghệ năng lượng mặt trời, silicon nitride Si3N4 được sử dụng làm lớp chống phản xạ. Lớp này gây ra màu xanh đậm của pin mặt trời silic tinh thể.
Sự lắng đọng được thực hiện với huyết tương được cải thiện trong hệ thống PECVD (lắng đọng hơi hóa học được tăng cường bằng plasma) (Wenbin Niu, 2015).
Công nghệ PECVD cho phép lắng đọng nhanh chóng lớp silicon nitride. Độ che phủ của các cạnh là tốt.
Nói chung, silane và amoniac được sử dụng làm nguyên liệu thô. Sự lắng đọng có thể xảy ra ở nhiệt độ dưới 400 ° C (C603ec Technology Trading, S.F.).
Tài liệu tham khảo
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016, ngày 20 tháng 6). Định nghĩa thăng hoa (Chuyển pha trong hóa học). Lấy từ thinkco.com.
- (2002, ngày 31 tháng 7). Lắng đọng hơi hóa học (CVD) - Giới thiệu. Phục hồi từ azom.com.
- (2002, ngày 6 tháng 8). Lắng đọng hơi vật lý (PVD) - Giới thiệu. Phục hồi từ azom.com.
- (S.F.). Chuyển pha rắn sang khí. Phục hồi từ ràng buộc.com.
- Chandler, D. L. (2015, ngày 19 tháng 6). Giải thích: lắng đọng hơi hóa học. Lấy từ news.mit.edu.
- Thương mại công nghệ Crystec. (S.F.). Sự lắng đọng của các lớp phản xạ silicon nitride trên pin mặt trời silic tinh thể bằng công nghệ PECVD. Được phục hồi từ crystec.com.
- Garrett-Hatfield, L. (S.F.). Sự lắng đọng trong các thí nghiệm hóa học. Lấy từ giáo dục.seatussypi.com.
- J A van Delft, D. G.-A. (2012, ngày 22 tháng 6). Lắng đọng lớp nguyên tử cho quang điện :. Phục hồi từ tue.n.
- Baler Oerlikon. (S.F.). Quy trình dựa trên PVD. Phục hồi từ oerlikon.com.
- Wenbin Niu, X. L. (2015). Các ứng dụng của sự lắng đọng lớp nguyên tử trong pin mặt trời. Công nghệ nano, Tập 26, Số 6.