दहन रासायनिक वाष्प जमाव
दहन रासायनिक वाष्प जमाव (CCVD) एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा पतली-फिल्म कोटिंग्स को खुले वातावरण में वफ़र पर जमा किया जाता है।
इतिहास
1980 के दशक में लौ-पाइरोलाइटिक रूप से जमा सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) का उपयोग करके दंत सिरेमिक में धातु-प्लास्टिक कंपोजिट के आसंजन में सुधार के लिए प्रारंभिक प्रयास किए गए थे।2).[1] इन अध्ययनों से प्राप्त सिलिकेटर प्रक्रिया ने सीसीवीडी प्रक्रियाओं के विकास में एक प्रारंभिक बिंदु प्रदान किया। इस प्रक्रिया को लगातार विकसित किया गया था और फ्लेम-पाइरोलाइटिक रूप से जमा SiO2 के लिए नए अनुप्रयोग2 परतें जहां मिलीं। इस समय इन परतों के लिए पाइरोसिल नाम गढ़ा गया था। नए और चल रहे अध्ययन अन्य सामग्रियों के निक्षेपण से संबंधित हैं (इन्फ्रा देखें)।
सिद्धांत और प्रक्रिया
CCVD प्रक्रिया में, एक अग्रदूत यौगिक, आमतौर पर एक धातु-कार्बनिक यौगिक या एक धातु नमक, जलती हुई गैस में जोड़ा जाता है। लौ को लेपित होने के लिए सतह के ऊपर बारीकी से ले जाया जाता है। लौ के भीतर की उच्च ऊर्जा प्रीकर्सर (रसायन विज्ञान) को अत्यधिक प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती में परिवर्तित करती है, जो आसानी से सब्सट्रेट के साथ प्रतिक्रिया करती है, जिससे दृढ़ता से पालन करने वाला जमा होता है। जमा परत की सूक्ष्म संरचना और मोटाई को अलग-अलग प्रक्रिया मापदंडों जैसे कि सब्सट्रेट या लौ की गति, पास की संख्या, सब्सट्रेट तापमान और लौ और सब्सट्रेट के बीच की दूरी से नियंत्रित किया जा सकता है। सीसीवीडी पसंदीदा से epitaxy के ओरिएंटेशन के साथ कोटिंग्स का उत्पादन कर सकता है, और 10 एनएम मोटी से कम अनुरूप परतों का उत्पादन कर सकता है। इस प्रकार, पतली फिल्म कोटिंग्स बनाने के लिए सीसीवीडी तकनीक एक वास्तविक वाष्प जमाव प्रक्रिया है।[2] [3] CCVD कोटिंग प्रक्रिया में पतली फिल्मों को खुले वातावरण में जमा करने की क्षमता है[4] निरंतर, उत्पादन-लाइन निर्माण के लिए अग्रणी समाधान में सस्ते अग्रदूत रसायनों का उपयोग करना। इसके बाद निक्षेपण उपचार की आवश्यकता नहीं होती है, उदाहरण के लिए, एनीलिंग (धातु विज्ञान)। थ्रूपुट क्षमता अधिक है। कोटिंग्स को पर्याप्त तापमान पर जमा किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, अल्फा-एल्यूमिना Ni-20Cr पर 1050 और 1125 C के बीच तापमान पर जमा किया गया था।[5] 1999 के एक समीक्षा लेख में आज तक जमा किए गए विभिन्न ऑक्साइड कोटिंग्स का सारांश दिया गया है, जिसमें एल्युमिना|अल शामिल है।2O3, करोड़2O3, एसआईओ2, सेरियम डाइऑक्साइड|सीईओ2, कुछ स्पिनल ऑक्साइड (MgAl2O4, एनआईएएल2O4), और येट्रिया ने ज़िरकोनिया (YSZ) को स्थिर कर दिया।[6]
दूरस्थ दहन रासायनिक वाष्प जमाव (आर-सीसीवीडी)
तथाकथित दूरस्थ दहन रासायनिक वाष्प जमाव शास्त्रीय सीसीवीडी प्रक्रिया का एक नया रूप है। इसी तरह यह पतली फिल्मों को जमा करने के लिए लपटों का उपयोग करता है, हालांकि, यह विधि अन्य रासायनिक प्रतिक्रिया तंत्रों पर आधारित है और परत प्रणालियों के निक्षेपण के लिए और क्षमताएं प्रदान करती है जो सीसीवीडी के माध्यम से व्यावहारिक नहीं हैं, उदा। रंजातु डाइऑक्साइड।
अनुप्रयोग
| Layer material | Application |
|---|---|
| SiO2 | – Silicon dioxide layers are the most commonly deposited layers. Freshly deposited layers are highly reactive and can thus serve as adhesion promoting layers for polymer coatings and bondings. Adhesion can be further improved by application of additional silane-based adhesion promoters such as glymo (glycidoxypropyl trimethoxysilane). – modification of optical properties (e.g. transmission enhancement) – barrier layers against gases such as O2 (e.g. as a protective layer on an alloy)[7] and ions such as Na+ |
| WOx, MoOx | – chromogenic materials in "intelligent windows“ |
| ZnO | – semiconductor – component in transparent conducting oxides (TCO) such as aluminum-doped zinc-oxide (AZO) |
| ZrO2 | – layer protecting against mechanical damages (e.g. abrasion, scratches) |
| SnO2 | – component in various transparent conducting oxides, such as tin-doped indium-oxide (ITO) and fluorine doped tin oxide (FTO) |
| TiO2 | – photo catalytic layers |
| Ag | – good electric conductivity – heat protection glass – antibacterial coatings |
| Al2O3 | – protection against corrosion of alloys such as Ni-20Cr,[8] protection against corrosion of glass.[9] |
पक्ष और विपक्ष
- लागत प्रभावी, आंशिक रूप से क्योंकि खालीपन के उत्पादन और रखरखाव के लिए किसी उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है
- विभिन्न कार्यान्वयनों के कारण उपयोग में लचीला
- कुछ कम दबाव वाली विधियों की तुलना में कम परत वाली सामग्री, मुख्य रूप से ऑक्साइड तक सीमित। अपवाद कुछ कीमती धातुएं हैं जैसे चांदी, सोना और प्लेटिनम
- परत सामग्री तक सीमित, जिसके लिए उपयुक्त अग्रदूत उपलब्ध हैं, हालांकि, अधिकांश धातुओं के मामले में यही स्थिति है
यह भी देखें
- रासायनिक वाष्प निक्षेपन
- परमाणु परत जमाव, एक अधिक सटीक और अनुरूप कोटिंग तकनीक
- भौतिक वाष्प जमाव, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बिना वाष्प से सामग्री का जमाव
- प्लाज्मा-वर्धित रासायनिक वाष्प जमाव
संदर्भ
- ↑ Janda, R; Roulet, J. F.; Wulf, M; Tiller, H. J. (2003). "A new adhesive technology for all-ceramics". Dental Materials. 19 (6): 567–73. doi:10.1016/s0109-5641(02)00106-9. PMID 12837406.
- ↑ US 4620988, Garschke, Adelheid; Tiller, Hans-Jürgen & Gobel, Roland et al., "Flame hydrolysis coating apparatus particularly for dental prostheses", issued 1986
- ↑ US 5652021, Hunt, Andrew; Cochran, Joe & Carter, William Brent, "Combustion Chemical Vapor Deposition of films and coatings", issued 1997
- ↑ US 6013318, Hunt, Andrew; Cochran, Joe & Carter, William Brent, "Method for the Combustion Chemical Vapor Deposition of films and coatings", issued 2000
- ↑ Kumar, Siva; Kelekanjeri, G.; Carter, W.B.; Hampikian, J.M. (2006). "दहन रासायनिक वाष्प जमाव के माध्यम से अल्फा-एल्यूमिना का जमाव". Thin Solid Films. 515 (4): 1905–1911. Bibcode:2006TSF...515.1905K. doi:10.1016/j.tsf.2006.07.033.
- ↑ Hampikian, J.M.; Carter, W.B. (1999). "उच्च तापमान सामग्री का दहन रासायनिक वाष्प जमाव". Materials Science and Engineering A. 267 (1): 7–18. doi:10.1016/S0921-5093(99)00067-2.
- ↑ Valek, B.C.; Hampikian, J.M. (1997). "Silica Thin Films Applied to Ni-20Cr Alloy via Combustion Chemical Vapor Deposition". Surface and Coatings Technology. 94–95: 13–20. doi:10.1016/S0257-8972(97)00469-6.
- ↑ Hendrick, M.R.; Hampikian, J.M.; Carter, W.B. (1998). "Combustion CVD-Applied Alumina Coatings and their Effects on the Oxidation of a Ni-Base Chromia Former". Journal of the Electrochemical Society. 145 (11): 3986–3994. doi:10.1149/1.1838903.
- ↑ Kuhn, S., Linke, R. and Hädrich, T. (2010). "Modification of hot glass surface with alumina by combustion CVD". Surface and Coatings Technology. 205 (7): 2091–2096. doi:10.1016/j.surfcoat.2010.08.096.
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