Ультразвуковое распыление раствора алкоксисилана
Ультразвуковое распыление раствора алкоксисилана — Ультразвуковая машина для нанесения покрытия — Cheersonic
Ультразвуковое распыление растворов алкоксисилана является распространённым методом нанесения тонких покрытий на основе диоксида кремния или получения мелкодисперсных порошков золь-гель методом.
Ниже приводится подробное описание процесса, ключевые моменты и способы достижения необходимого размера капель.
Обзор процесса
По сути, это получение аэрозолей (тонкодисперсного тумана) из растворов-прекурсоров. Этот тип аэрозоля может быть:
1. Осажден на подложку (например, для антибликовых покрытий, гидрофобных слоёв).
2. Высушен в потоке воздуха с образованием микросфер диоксида кремния или других оксидов металлов.
3. Использован в химических реакционных камерах (например, для химического осаждения из паровой фазы жидких прекурсоров, LCVD).
Соляная кислота (HCl) является катализатором реакций гидролиза и конденсации алкоксисилана, инициируя образование сетки диоксида кремния (SiO).
Ключевые проблемы и факторы
Использование ультразвуковых распылителей для данного химического раствора сопряжено с рядом существенных проблем, которые необходимо решить для достижения успеха.
1. Химическая совместимость и коррозионная активность
Проблема: Соляная кислота (HCl) обладает высокой коррозионной активностью. Стандартные ультразвуковые распылители обычно изготавливаются из нержавеющей стали, пластика и других материалов, которые быстро корродируют под воздействием кислотных паров и капель. Эта коррозия:
*Загрязняет раствор.
*Повреждает и в конечном итоге разрушает распылитель.
*Изменяет размер капель и производительность распыления.
Решение: Необходимо использовать распылитель, разработанный с учётом химической совместимости. См.:
*Корпус и датчик распылителя из хастеллоя, титана или нержавеющей стали 316L. Титан обладает превосходной стойкостью к HCl.
*Каналы и чашки для жидкости из ПТФЭ (тефлона) или ФЭП. Эти материалы обладают высокой инертностью и устойчивы практически ко всем химическим веществам, включая кислоты и растворители. *Фторкаучуковые или ПТФЭ-уплотнители вместо стандартных резиновых уплотнительных колец.
2. Испарение растворителя и закупорка
Проблема: Спиртовые растворители (например, этанол, изопропанол) быстро испаряются из вновь образующихся капель. По мере испарения растворителя гидролизованный алкоксисилан начинает полимеризоваться и образовывать гель. Этот гель быстро закупоривает отверстия распылителя или покрывает поверхность датчика вибрации, значительно снижая производительность и предотвращая образование тумана.
Решение:
*Немедленное применение: Аэрозоли необходимо производить и использовать немедленно. Не оставляйте их в ограниченном пространстве рядом с распылителем.
*Газ-носитель: используйте сухой инертный газ-носитель (например, азот) для немедленного удаления капель из распылительной головки в зону реакции. Это минимизирует возможность образования геля в самом оборудовании. *Импульсный режим: по возможности распыляйте короткими импульсами, а не непрерывно, чтобы свести к минимуму накопление тепла и образование геля в источнике.
3. Контроль золь-гель реакции
Проблема: Количество кислоты и воды в растворе определяет скорость реакции. Избыток кислоты или воды может привести к слишком быстрому протеканию реакции, что приведет к блокировке (как описано выше) или образованию крупных и неравномерных частиц вместо мелкодисперсного тумана.
Решение: Тщательно контролируйте химический состав исходного раствора. Молярное соотношение [вода]/[алкоксисилан] и [кислота]/[алкилсилан] имеет решающее значение. В типичной формуле может использоваться небольшое каталитическое количество кислоты (например, 0,1 М HCl).
Cheersonic является ведущим разработчиком и производителем ультразвуковых систем нанесения покрытий для нанесения прецизионных тонкопленочных покрытий для защиты, укрепления или сглаживания поверхностей деталей и компонентов для рынков микроэлектроники/электроники, альтернативной энергетики, медицины и промышленности, включая специализированное применение стекла в строительстве и промышленности. автомобильный.
Наши решения для нанесения покрытий являются экологически чистыми, эффективными и высоконадежными, они позволяют значительно сократить избыточное распыление, сэкономить сырье, воду и энергию, а также обеспечить улучшенную повторяемость процесса, эффективность переноса, высокую однородность и снижение выбросов.
