تکنیک آئروسل

تکنیک آئروسل

تعداد بازدید: 4571
چهارشنبه 03 دي 1393

تکنیک آئروسل

تکنیک آئروسل (Aerosol)، از دهه 1930 مورد مطالعه قرار گرفته است. در این دهه از تبخیر روی و بیسموت در هوا و فشار کم، گرده های روی سیاه و بیسموت تهیه شد.  استفاده از گاز بی اثر به عنوان محیط و اتمسفر برای تبخیر فلزات در دهه 1940 انجام گرفت. ولی در آن زمان از این روش برای تولید لایه های نازک استفاده می شد. تحقیق در مورد نحوه سنتز نانومواد با تفرق الکترونی ابتدا توسط کیکوچی در سال 1928 مطرح شد و سپس در سال 1938 میاکی با استفاده از این روش موفق به درک ساختار و مرفولوژی نانوذرات Sb2O3 شد که روی همین ماده رشد پیدا کرده بودند. در سال 1942 یودا توانست تا رشد ذرات نقره از بخار را با استفاده از انعکاس تفرق الکترونی پر انرژی یا RHEED مشاهده کند.

هنگامی که میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) به طور گسترده در اختیار جامعه علمی قرار گرفتند، مطالعه نانو مواد دگرگون گردید.  در ابتدای دهه 1960 کیموتو و همکارانش نخستین افرادی بودند که نانوذرات فلزی را که در اتمسفر آرگون و فشار کم تبخیر شده بودند را مطالعه کنند. این مطالعه، اولین تجربه ساخت نانوذرات به روش چگالش گاز بی‌اثر (IGC)، محسوب است و نشان می دهد که اگر فشار گاز آرکون در محفظه خلا از یک تا 30 میلی متر جیوه تغییر کند، اندازه ذرات بدست آمده مابین 10 تا 100 نانو متر خواهد بود. در دهه های 1970 و 1980 مطالعه روی نانومواد با استفاده از روش های جدید تولید و شناسایی این مواد مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ پروبی روبشی ادامه یافت.

از جمله پیشگامان روش چگالش گاز بی‌اثر، گرانکوویست و بارمن هستند. این دو به بررسی توزیع اندازه نانوذرات به عنوان تابعی از نوع و فشار گاز بی اثر (هلیم، آرگون، زنون) پرداختند. این تحقیقات نشان داد که با افزایش فشار و وزن مولکولی گاز بی‌اثر، اندازه ذرات افزایش می ‌یابد. برای ذراتی با قطر کوچکتر یا مساوی 20 نانومتر، توزیع اندازه ذرات ه صورت نرمال است و نمودار لگاریتم قطر ذرات به صورت گاوسی است. این پدیده به محققان برای محاسبه اندازه دقیق متوسط اندازه ذرات و انحراف از آن کمک کند. این پدیده می‌ تواند به محققان برای به‌ دست آوردن متوسط اندازه صحیح و یافتن توزیع اندازه مناسب، کمک کند. پس از این دو محقق، روش های متعددی برای فرآیند چگالش گاز بی اثر مطرح شد.بعد از تحقیقات گرانکوویست و بارمن، تحقیقات بسیاری روی روش IGC انجام شد و سیستم‌های بهینه شده IGC ساخته و مورد استفاده قرار گرفت. بهینه‌ سازی این روش از طریق تغییر نوع گاز بی‌ اثر مورد استفاده، فشار محفظه و فشار بخار مواد اولیه و نحوه تبخیر ماده اولیه انجام می‌شود.

مبانی آئروسل

ملاحظات تئوری در مورد نانوذارتی که از چگالش بخار به دست می آیند از سال 1960 آغاز و تا اواخر دهه 90 ادامه یافت و با انجام مشاهدات تجربی به تدریج بازبینی شد. این پژوهش ها اثر مهمی بر درک فرآیند تولید نانوذرات از فاز بخار و در نتیجه بر تجهیزات مورد نیاز این روش داشت. در طی این سال ها جمع کثیری از دانشمندان روی فرآیند چگالش آئروسل به تحقیق پرداختند.

با جمع آوری نتایج حاصل از این پژوهش ها، این ایده مطرح می شود که فرآیند رشو نانو کریستالیت ها از فاز بخار در دو مرحله انجام می شود. مرحله اول تراکم بلورهای کوچک (حاوی تعداد اندکی مونومر) از طریق برخورد با گاز بی‌اثر و برخورد های بیشتر با مونومر های بخار است:

مرحله اول شامل تراکم کریستالیت های کوچک (حاوی چند منومر) است و در مرحله بعد شامل به هم پیوستن این جوانه های نانوکریستالین است که منجر به تولید ذرات بزرگتر می شود.  اطلاع از نحوه متراکم شدن ذرات در مرحله اول که اندازه ذرات کمتر از 1 نانو متر است مشخص نیست و فقط می توان به نکته اشاره کرد که بخار متراکم شده و جوانه های کریستالین (که حاوی چند منومر) هستند را ایجاد می کند.

فرآیند ساخت نانوذرات از طریق روش آئروسل، به سه بخش تقسیم می شود.:

ابتدا تبخیر ماده بالک (توده ای) انجام می گیرد. در این مرحله یک گاز بی اقر بخار را با استفاده از جریان های همرفتی و اعمالی از منبع دور می کند. سپس مواد بخار در اثر سرد شدن با یکدگر برخورد کرده و متراکم می شوند و در نتیجه گاز حامل رقیق می شود. مرحله مهایی شامل سرد شدن نهایی ماده نانوکریستالین در حضور یک گردیان دمایی است. نانو ماده تهیه شده در نهایت توسط یک سطح سرد جمع آوری می شود تا آنالیز گردد.

تبخیر مواد اولیه معمولا توسط گرمای حاصل از مقاومت الکتریکی در بوته مخصوص یا با استفاده از قوس الکتریکی صورت می گیرد. در روش قوس الکتریکی یا جرقه می ‌توان از الکترودها برای تبخیر جزیی و یا کلی مواد استفاده کرد و یا اینکه قوس الکتریکی را فقط برای گرم کردن بوته حاوی ماده اولیه به‌ کار برد. یک روش دیگر، تزریق پیش ماده به داخل شعله جت (flame jet) است که منجر به تبخیر و سپس تراکم ماده می شود. این روش به طور موفقیت آمیز به کار برده شده است. می ‌‌توان برای تبخیر مواد اولیه از باریکه‌ های پرانرژی، مانند باریکه یون پرانرژی نیز استفاده کرد.

مرحله تراکم و کلوخه شدن (aggregation) در فرآیند چگالش گاز بی اثر مهم‌ ترین مرحله است. در روش اولیه که ماده در یک محفظه کم فشار تبخیر می شد، توزیع وسیعی از اندازه دانه بدست می آمد و در نتیجه کاربرد این روش در فرآیندهایی که نیاز به اندازه ذرات یکنواخت بود کاهش می یافت. اما در روش های جدید می توان به تولید انبوه نانوذرات دست یافت. در روش های جدید از یک جریان اعمالی گاز بی اثر استفاده می شود تا کنترل بیشتری روی سرعت فرآیند سرد شدن و رشد وجود داشته باشد.

مرحله پایانی در روش IGC، شامل فرآیند های تکمیلی مانند آنیل کردن، پسیو کردن (غیرفعال کردن) و جمع آوری نانوذرات است. مشکلات بسیاری در این مرحله از تولید نانومواد رخ می دهد، مانند این مرحله مشکلات بسیاری را در پی دارد، مانند فراریت نانوذرات در محیط، زینتر وآگلومره شدن ذرات تولید شده. برای غلبه بر این مشکلات می‌توان سطح ذرات را پس از جمع آوری یا در حین فرآیند و قبل از جمع آوری، غیر فعال کرد. استفاده از این روش از آگلومره شدن ذرات نیز جلوگیری می کند.

 

منابع و پیوندها

گرد آوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

Wang. Z, Handbook of Nanophase and Nanostructured Material, Kluwer Academic, 1991.

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

کندو پاش از دید lapri.sbu.ac.ir

کندوپاش یکی از روش های لایه نشانی فیزیکی است که برای لایه نشانی بسیاری از مواد استفاده می گردد. به خاطر سادگی سامانه کندوپاش  در مقایسه با دیگر سامانه های  لایه نشانی  و همچنین قابلیت لایه نشانی در مقیاس بزرگ از این روش  برای  کاربردهای  صنعتی بطور گسترده استفاده می گردد. به منظور افزایش آهنگ لایه نشانی  از کندوپاش مغناطیسی استفاده می گردد. در کندوپاش مگنترونی، یک میدان مغناطیسی موازی سطح کاتد به کار می رود که باعث می شود الکترون ها در تخلیه نورانی به صورت چرخزادی حرکت کنند این دام الکترونی آهنگ برخورد بین الکترون ها و مولکول های گاز کندوپاشی را افزایش می دهد و ما را قادر می سازد که در فشار های  پایین تر کار کنیم. میدان مغناطیسی چگالی پلاسما را افزایش می دهد که منجر به افزایش چگالی جریان در هدف کاتدی می گردد و به طور مؤثری آهنگ کندوپاش را افزایش می دهد. به خاطر فشار کاری پایین گاز، ذرات کنده شده فضای تخلیه را بدون برخورد طی می کنند که منجر به آهنگ لایه نشانی بالا می شود. از روش کندوپاش همچنین برای لایه نشانی کربن شبه الماسی استفاده می گردد که  معمولاً از هدف گرافيتي، كه تحت انرژي جريان مستقيم  یا فرکانس رادیویی  قرار دارد بدست می آید. همچنين فرآيند كندوپاش واكنشي به منظور توليد کربن شبه الماسی توسط اضافه كردن منابع گازي هيدروكربني ( متان، استيلن، .. ) يا هيدروژن به آرگون امكان پذير است... ادامه

کندوپاش از دید wikipedia.org

Sputter deposition is a physical vapor deposition (PVD) method of depositing thin films by sputtering. This involves ejecting material from a "target" that is a source onto a "substrate" such as a silicon wafer. Resputtering is re-emission of the deposited material during the deposition process by ion or atom bombardment. Sputtered atoms ejected from the target have a wide energy distribution, typically up to tens of eV (100,000 K). The sputtered ions (typically only a small fraction — order 1% — of the ejected particles are ionized) can ballistically fly from the target in straight lines and impact energetically on the substrates or vacuum chamber (causing resputtering). Alternatively, at higher gas pressures, the ions collide with the gas atoms that act as a moderator and move diffusively, reaching the substrates or vacuum chamber wall and condensing after undergoing a random walk. The entire range from high-energy ballistic impact to low-energy thermalized motion is accessible by changing the background gas pressure. The sputtering gas is often an inert gas such as argon. For efficient momentum transfer, the atomic weight of the sputtering gas should be close to the atomic weight of the target, so for sputtering light elements neon is preferable, while for heavy elements krypton or xenon are used. Reactive gases can also be used to sputter compounds. The compound can be formed on the target surface, in-flight or on the substrate depending on the process parameters. The availability of many parameters that control sputter deposition make it a complex process, but also allow experts a large degree of control over the growth and microstructure of the film...more

کندوپاش از دید angstromsciences.com

Sputtering is a Physical Vapor Deposition vacuum process used to deposit very thin films onto a substrate for a wide variety of commercial and scientific purposes. Sputtering occurs when an ionized gas molecule is used to displace atoms of a specific material. These atoms then bond at the atomic level to a substrate and create a thin film. Several types of sputtering processes exist, including: ion beam, diode, and magnetron sputtering. Angstrom Sciences specializes in Magnetron Sputtering Technology...more

نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیست و یکمین دوره
عنوان : نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیس ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان :نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره شهر : تهران ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره ...بیشتر
نمایشگاه های سال 1401
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان شرکت پاکمن بنا به ارزیابی های انجام ش ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر تهران 1401 نوزدهمین دوره
عنوان: نوزدهمین نمایشگاه صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر شهر: ...بیشتر
برندینگ شرکت پاکمن
درباره گروه تاسیساتی شرکت پاکمن شرکت پاکمن در سال 1354تاسیس شد و در ادامه فعا ...بیشتر
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه ...بیشتر
نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره-شهریور 1400
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره شهر ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400
عنوان: بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
تقویم نمایشگاهی 1400
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر