De omvänd sublimering är en termodynamisk process där en exoterm tillståndförändring sker från en gas till ett fast ämne utan att först bli en vätska. Det är också känt under namnen på regressiv sublimering, desublimering eller avsättning; det senare är det mest använda i skoltexter och uppslagsverk.
Omvänd sublimering sägs vara en exoterm process eftersom gaspartiklar (atomer eller molekyler) måste förlora energi genom att släppa ut värme i miljön; så att de svalnar tillräckligt för att bilda kristaller, stelna eller frysa på en yta.
Ordet "deposition" (och inte "deposition") betyder att partikeln deponeras från en gasfas utan att mottaga ytan. Det är därför som omvända sublimeringsfenomen ofta finns på isiga föremål; till exempel frosten på bladen eller vinterlandskapet.
Sådan avsättning detekteras ofta av ett tunt lager kristaller; även om den också kan vara gjord av ett uppenbart pulver eller lera. Genom att kontrollera denna process kan nya flerskiktsmaterial utformas, där varje skikt består av ett specifikt fast ämne avsatt genom kemiska eller fysiska processer..
Artikelindex
Omvänd sublimering, som namnet ensam avslöjar, är det motsatta fenomenet med sublimering: det börjar inte från ett fast ämne som avdunstar, utan från en gas som stelnar eller fryser..
Om du resonerar molekylärt kommer det att se fantastiskt ut att en gas kan svalna sig, så att den inte ens kondenserar i första hand; det vill säga det går till flytande tillstånd.
En gas, mycket oordning och diffus, lyckas plötsligt att ordna om sina partiklar och etablera sig som ett fast ämne (oavsett utseende).
I sig kommer detta att vara kinetiskt och termodynamiskt svårt, eftersom det behöver ett stöd som tar emot gaspartiklarna och koncentrerar dem så att de interagerar med varandra samtidigt som de förlorar energi; det vill säga medan de svalnar. Det är här ytan som exponeras för gasen deltar: fungerar som en stöd- och värmeväxlare.
Gaspartiklarna utbyter värme med den kallare eller isiga ytan, så de saktar ner och lite efter lite bildas de första kristallkärnorna. På dessa kärnor, kallare än den omgivande gasen, börjar andra partiklar deponeras, som införlivas i deras struktur..
Slutresultatet av denna process är att ett lager av kristaller eller fast material hamnar på ytan..
För att omvänd sublimering ska kunna inträffa måste vanligtvis något av dessa två förhållanden förekomma: ytan i kontakt med gasen måste ha en temperatur under dess fryspunkt; eller gasen måste underkylas, på ett sådant sätt att så snart den berör ytan avsätts den när den stör dess målstabilitet.
Å andra sidan kan deponering också ske när gasen är varm. Om ytan är tillräckligt sval överförs gasens höga temperatur plötsligt till den och får partiklarna att anpassa sig till ytan..
Det finns faktiskt metoder där ytan inte ens behöver vara kall, eftersom den deltar direkt i en reaktion med de gasformiga partiklarna som hamnar kovalent (eller metalliskt) på den..
I teknikindustrin, en metod som fungerar från början och kallas kemisk ångavsättning genom förbränning.
När en öl är så kall att glaset på flaskan täcks av vitt när det tas ut ur kylskåpet sägs att det är klädd som en brud.
Ölflaskan ger den nödvändiga ytan för vattenångmolekylerna, HtvåEller krascha och tappa energi snabbt. Om glaset är svart kommer du att märka hur det blir vitt från ingenting, och du kan riva av det med nageln för att skriva meddelanden eller rita bilder på det..
Ibland är fuktavsättningen från omgivningen sådan att ölet verkar täckt med vit frost; men effekten varar inte länge, för när minuterna går kondenserar den och fuktar handen hos dem som håller den och dricker.
I likhet med vad som händer på en öls väggar, läggs frost på insidan av vissa kylskåp. På samma sätt observeras dessa lager av iskristaller i naturen vid marknivåer; faller inte från himlen till skillnad från snö.
Den superkylda vattenångan kolliderar med ytan på löv, träd, gräs, etc., och slutar med att ge dem värme, för att svalna och kunna slå sig ner på dem, och manifesteras i deras karakteristiska och strålande kristallmönster.
Hittills har det talats om vatten; Men hur är det med andra ämnen eller föreningar? Om det till exempel finns gasformiga guldpartiklar i en kammare och ett kallt och resistent objekt införs, kommer ett lager av guld att deponeras på det. Detsamma skulle hända med andra metaller eller föreningar, så länge de inte behöver öka tryck eller vakuum..
Det som just har beskrivits handlar om en metod som kallas fysisk deponering, och den används i materialindustrin för att skapa metallbeläggningar på specifika delar. Nu ligger problemet i hur man får gasformiga guldatomer utan hög energiförbrukning, eftersom mycket höga temperaturer krävs..
Det är där vakuumet tränger in för att underlätta passagen från det fasta ämnet till gasen (sublimering), liksom användningen av elektronstrålar.
Sot på skorstensväggar nämns ofta som ett exempel på fysisk avsättning; De mycket fina kolpartiklarna, som redan är i fast tillstånd, och som är suspenderade i röken, deponeras helt enkelt utan att genomgå en förändring av tillståndet. Detta leder till att väggarna blir svarta.
Om det sker en kemisk reaktion mellan gasen och ytan är det en kemisk avsättning. Denna teknik är vanlig vid syntes av halvledare, vid beläggning av polymerer med bakteriedödande och fotokatalytiska skikt av TiOtvå, eller att tillhandahålla ett mekaniskt skyddsmaterial genom att belägga dem med ZrOtvå.
Tack vare kemisk avsättning är det möjligt att ha ytor av diamanter, volfram, tellurider, nitrider, karbider, kisel, grafener, kolnanorör etc..
Föreningar som har M-atomen som vill deponeras och som också är mottagliga för termisk nedbrytning kan ge M till ytstrukturen så att den fastnar permanent.
Det är därför organometalliska reagens vanligtvis används, som, när de sönderdelas, ger upp metallatomerna utan att behöva erhålla det direkt från det; det vill säga det skulle inte vara nödvändigt att använda metalliskt guld utan snarare ett guldkomplex för att skapa önskad gyllene "plätering"..
Lägg märke till hur det ursprungliga begreppet omvänd sublimering eller deponering hamnar i enlighet med tekniska tillämpningar.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.