Metoda de imersiune este utilizată pentru a crea filme subțiri și acoperire. Din punct de vedere tehnic, metoda se bazează pe imersarea substratului într-un recipient cu materialul de acoperire, după care materialul este fixat pe substrat și apoi este lăsat să se scurgă. O parte din acoperire poate fi îndepărtată prin uscare sau încălzire.
Etapele de imersiune (scufundare)
Imersia poate fi împărțită în trei etape principale:
- Substratul este imersat în soluție la o viteză constantă;
- Susținerea substratului în soluție într-o stare staționară;
- Substratul este îndepărtat cu o viteză constantă. Cu cât substratul este scos mai repede din soluție, cu atât mai gros va fi stratul de material de pe substrat.
Metoda este destul de simplă, ceea ce ușurează automatizarea. Grosimea filmului este controlată de vâscozitatea acoperirii și de viteza la care acesta părăsește containerul. Containerele utilizate în această metodă pot avea diferite forme și dimensiuni. Acest lucru permite acoperirea pe substraturi mai mari.
Unul dintre dezavantaje este faptul că, în partea inferioară a plăcii, grosimea filmului poate fi mai mare decât în partea superioară ("efectul de pană"). La marginile substratului, stratul de acoperire poate curge inegal, astfel încât stratul de acoperire să fie mai gros la margini. De asemenea, vaporii de solvent pot purta cu ele particule de acoperire, astfel încât acestea devin inegale.
h este grosimea stratului, η este vâscozitatea
γLV - tensiunea superficială a vaporilor lichizi, densitatea ρ
g - greutate specifică
În lucrările lui James și Strawbridge [2], s-a arătat că valorile experimentale ale grosimii cenușii acidului catalitic de cenușă se corelează bine cu valorile calculate. În metoda de imersare apare un efect interesant: prin alegerea vâscozității adecvate, grosimea stratului de acoperire poate varia cu o precizie ridicată de la 20 nm la 50 μm, menținând în același timp o calitate optică ridicată. Schema procesului de imersiune este prezentată în figura 1.
Figura 1. Etapele procesului de obținere a unei metode de imersie de acoperire: imersarea substratului în soluție, formarea unui strat umed prin îndepărtarea substratului și transformarea stratului într-un gel prin evaporarea solventului.
Dacă selectată sistem de acoperire reactiv, cum ar fi în cazul acoperirilor sol-gel pentru care sunt utilizate alcoxizilor prehidrolizat sau coloizi, este necesar să se controleze mediul înconjurător. Mediul afectează evaporarea solventului și poate destabiliza acest proces care conduce la gelificarea și formarea filmului transparent, datorită mici coloizi ale dimensiunii particulelor (nm) [3]. Acest lucru este arătat schematic în Figura 2.
Figura 2. Procesul de formare a gelului în timpul procesului de acoperire prin imersiune, obținut prin evaporarea solventului și destabilizarea ulterioară a solului (Brinker și colab., [3]).
Particulele solului sunt stabilizate prin încărcături de suprafață, în privința cărora este necesar să se ia în considerare condițiile de stabilizare a Sternului [4]. Conform teoriei lui Stern, procesul de gelifiere poate fi explicat prin apropierea unei particule încărcate de o distanță la care are loc potențialul respingător. Acest potențial duce la o gelifiere foarte rapidă. Acest proces are loc la punctul de gel, așa cum se arată în figura 2. Gelul rezultat suferă un tratament termic, temperatura de sinterizare depinzând de compoziția sa. Cu toate acestea, datorită faptului că particulele de gel sunt extrem de mici, sistemul este caracterizat prin exces de energie, care este motivul pentru care, în majoritatea cazurilor observate scăderea temperaturii de sinterizare, în comparație cu sistemele de materiale în vrac. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că o difuzie alcalină în pahare convenționale, cum ar fi, de exemplu, sticlă, obținut din var stins, pornind de la o sută de grade câteva Celsius, și așa cum se arată, banjo, ionii alcalini difuzează în stratul de acoperire în timpul compactării . În majoritatea cazurilor, acest lucru nu este un dezavantaj semnificativ, deoarece aderența stratului se îmbunătățește, dar în calculul sistemelor optice este necesar să se ia în considerare efectul asupra indicelui de refracție.
proces de scufundare este utilizat pentru frita de sticlă în baza evoluției Schroeder [5] și Dislicha [6, 7] pentru sisteme solare de control al energiei (Calorex®) și acoperiri antireflex (Amiran®) ferestre. De asemenea, procesul de scufundare este utilizat pentru acoperiri optice, cum ar fi în, pentru filtre de becuri optice sau oglinzi dielectrice, care sunt realizate de IMM-uri diferite companii specializate în sisteme multistrat de înaltă precizie.
- 1. L. D. Landau, B. G. Levich, Acta Physiochim, U.R.S.S. 17 (1942) 42-54
- 2. I. Strawbridge, P. F. James, J. Non-Cryst. Solids, 82 (1986) 366-372
- 3. C. Brinker, A. J. Hurd, K. J. Ward în procesarea ultrastructurală a ceramicii avansate, eds. J. D. Mackenzie și D. R. 4Ulrich, Wiley, New York (1988) 223
- 4. O. Stern Z. Elektrochem. (1924) 508
- 5. H. Schröder, Fizica filmelor subțiri, Academic Press, New York - Londra, voi. 5 (1969) 87-141
- 6. H. Dislich, Angew. Chem. Int. Ed. 6 (1971) 363
- Sistem automat de control pe display, precum și control de la un PC
- Rata de coborâre și ascensiune: 0,5-450 mm / min
- Număr de programe: 15 buc. sau un număr nelimitat
- Se curăță cu gaz inert
- Control local al temperaturii
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: