逆昇華とは何ですか?



逆昇華 または冷却によるガスの堆積または固化とも呼ばれる逆行性は、最初に液化せずに固体を蒸発させる昇華とは反対です。.

化学蒸着の分野、特にポリマーを覆うために使用される材料の分野で多くの調査が進行中であり、環境への害がより少ない材料を見つける(Anne Marie Helmenstine、2016).

与えられた温度で、ほとんどの化合物と化学元素は、異なる圧力で3つの異なる物質状態のうちの1つを持ちます.

これらの場合において、固体状態から気体状態への遷移は中間の液体状態を必要とする。しかし三重点より低い温度では、圧力の増加は直接気体から固体への相転移をもたらすでしょう。.

また、三重点圧力より低い圧力では、温度が下がると、気体は液体領域を通過せずに固体になる(Boundless、S.F.)。.

逆昇華の例

氷と雪は逆昇華の最も一般的な例です。冬に降る雪は、雲の中に見つかった水蒸気の過冷却の産物です.

フロストは、物質の状態の変化を説明する化学の実験として見ることができる堆積の別の例です.

アルミ缶と非常に冷たい塩水で実験することもできます。米国の多くの地域では氷点下の気温のため、気象学者は2014年の冬の間に直接堆積をテストすることができました.

発光ダイオード、またはLEDライトは、蒸着によってさまざまな物質でコーティングされています.

合成ダイヤモンドは化学蒸着を使用して製造することもできます。つまり、あらゆる形状、サイズ、色のダイヤモンドを人為的に冷却した炭素ガスで製造することができます。.

学生はすべての熱と圧力をかけずに合成ダイヤモンドを作る実験をすることができます(Garrett-Hatfield、S.F.)。.

昇華の応用

1-化学蒸着

化学気相堆積(またはCVD)は、気相から固体材料を堆積することを含む一群のプロセスの総称であり、いくつかの態様では物理気相堆積(PVD)に類似している。 ).

PVDは、前駆体が固体であり、堆積される材料が固体の白色から気化されて基板上に堆積されるという点で異なる。.

前駆体ガス(しばしばキャリアガスで希釈されている)は、ほぼ周囲温度で反応室に供給される。.

それらが通過するかまたは加熱された基材と接触すると、それらは反応するかまたは分解して基材上に堆積する固相を形成する。.

基質の温度は重要であり、起こるであろう反応に影響を及ぼし得る(AZoM、2002)。.

ある意味では、先史時代までさかのぼって化学気相成長(CVD)の技術をたどることができます。

「穴居人がランプを点灯させ、すすが洞窟の壁に堆積したとき、」と彼は言います、それはCVDの基本的な形であった.

今日、CVDはサングラスからポテトチップスの袋まであらゆるものに使用されている基本的な製造ツールであり、今日のエレクトロニクスの多くの製造に不可欠です。.

大きなグラフェンシートの製造や紙やプラスチックに「印刷」することができる太陽電池の開発など、新しい方向への材料の研究を推進する、それはまた洗練と絶え間ない拡大の対象となる技術です。チャンドラー、2015).

2-物理蒸着

物理蒸着(PVD)は本質的に気化コーティング技術であり、これは原子レベルでの材料の転写を含む。それは電気めっきに代わるプロセスです

プロセスは、原料/前駆体が異なること以外は化学気相成長(CVD)と同様である。.

すなわち、堆積される材料は固体形態で始まり、一方CVDでは前駆物質はガス状態で反応チャンバに導入される。.

スプレーコーティングやレーザーパルス蒸着などのプロセスが組み込まれています(AZoM、2002).

PVDプロセスでは、高純度の固体コーティング材料(チタン、クロム、アルミニウムなどの金属)を熱またはイオン衝撃(スパッタリング)によって蒸発させます。.

同時に、反応性ガス(例えば、窒素または炭素を含むガス)を添加する。.

ツールやコンポーネントに薄く密着性の高いコーティングとして堆積した金属蒸気で化合物を形成する.

部品をいくつかの軸の周りに一定の速度で回転させることによって均一なコーティング厚が得られる(Oerlikon Balzer、S.F)。.

3-原子層の堆積

原子層堆積(DCA)は、比較的低温で高品質、均一かつコンプライアントな薄膜を堆積することができる気相での堆積技術である。.

これらの優れた特性を利用して、さまざまなタイプの次世代太陽電池の加工上の課題に取り組むことができます。.

したがって、太陽電池用のDCAは近年、学術および産業の研究に大きな関心を集めています(J A van Delft、2012)。.

原子層の堆積は、原子レベルへの優れた適合性と厚さ制御を備えた薄膜の成長のためのユニークなツールを提供します。.

エネルギー研究におけるDCAの応用は近年ますます注目を集めている。.

ソーラー技術では、窒化ケイ素Si 3 N 4が反射防止層として使用される。この層は結晶シリコン太陽電池の濃い青色を引き起こします.

堆積は、PECVDシステム(プラズマにより強化された化学気相堆積)において改善されたプラズマを用いて実行される(Wenbin Niu、2015)。.

PECVD技術は窒化ケイ素層の急速堆積を可能にする。エッジのカバレッジは良いです.

一般に、シランとアンモニアが原料として使用される。堆積は400℃以下の温度で起こり得る(Crystec Technology Trading、S.F.)。.

参考文献

  1. Anne Marie Helmenstine、P.(2016年6月20日)。昇華の定義(化学における相転移) thoughtco.comから取得.
  2. (2002年7月31日)。化学蒸着(CVD) - はじめにazom.comから回復しました.
  3. (2002年8月6日)。物理蒸着(PVD)序論azom.comから回復しました.
  4. (S.F.)。固相から気相への転移boundless.comから回復しました.
  5. チャンドラー、D。L(2015年6月19日)。説明:化学蒸着。 news.mit.eduから取得.
  6. Crystecテクノロジー取引(S.F.)。 PECVD技術による結晶シリコン太陽電池への窒化シリコン反射防止層の堆積crystec.comから回収.
  7. ギャレット - ハットフィールド、L。(S.F。)。化学実験における析出education.seattlepi.comから取得.
  8. ファンデルフト、D.G. (2012年6月22日)。太陽光発電のための原子層堆積:。 tue.nから回収.
  9. エリコンバルザー。 (S.F.)。 PVDベースのプロセスoerlikon.comから回復しました.
  10. Wenbin Niu、X. L.(2015)。太陽電池における原子層堆積の応用ナノテクノロジー第26巻第6号.