Det omvendt sublimering er en termodynamisk proces, hvor en exoterm tilstandsændring sker fra en gas til et fast stof uden først at blive en væske. Det er også kendt under navnene regressiv sublimering, desublimering eller deposition; sidstnævnte er den mest anvendte i skoletekster og encyklopædi.
Omvendt sublimering siges at være en eksoterm proces, fordi gasformige partikler (atomer eller molekyler) skal miste energi ved at frigive varme til miljøet; sådan at de afkøles nok til at danne krystaller, størkne eller fryse på en overflade.
Ordet 'aflejring' (og ikke 'aflejring') betyder, at partiklen afsættes fra en gasfase uden at befugt den modtagende overflade. Derfor findes omvendte sublimeringsfænomener ofte på isede genstande; såsom frost afsat på bladene eller vinterlandskaber.
En sådan aflejring detekteres ofte af et tyndt lag krystaller; skønt det også kan være lavet af et tilsyneladende pulver eller ler. Ved at kontrollere denne proces kan nye flerlagsmaterialer designes, hvor hvert lag består af et specifikt fast stof, der er afsat ved kemiske eller fysiske processer..
Artikelindeks
Omvendt sublimering, som navnet alene afslører, er det modsatte fænomen til sublimering: det starter ikke fra et fast stof, der fordamper, men fra en gas, der størkner eller fryser..
Hvis du tænker molekylært, vil det se fantastisk ud, at en gas er i stand til at afkøle sig selv, til det punkt, at den ikke engang kondenserer i første omgang; det vil sige, det går til flydende tilstand.
En gas, stærkt uordnet og diffus, klarer pludselig at omarrangere sine partikler og etablere sig som et fast stof (uanset dets udseende).
I sig selv vil dette være kinetisk og termodynamisk vanskeligt, da det har brug for en støtte, der modtager gaspartiklerne og koncentrerer dem, så de interagerer med hinanden, mens de mister energi; det vil sige, mens de køler ned. Det er her overfladen, der udsættes for gassen, deltager: fungerer som en støtte- og varmeveksler.
Gaspartiklerne udveksler varme med den koldere eller iskolde overflade, så de sænkes og lidt efter lidt dannes de første krystallinske kerner. På disse kerner, koldere end den omgivende gas, begynder andre partikler at blive deponeret, som er inkorporeret i deres struktur..
Slutresultatet af denne proces er, at et lag af krystaller eller fast stof ender med at dannes på overfladen..
For at der kan ske omvendt sublimering, skal en af disse to betingelser normalt forekomme: overfladen i kontakt med gassen skal have en temperatur under dens frysepunkt; eller gassen skal underkøles på en sådan måde, at så snart den berører overfladen, aflejres den, når den forstyrrer dens målstabilitet.
På den anden side kan aflejring også forekomme, når gassen er varm. Hvis overfladen er kølig nok, overføres gassens høje temperatur pludselig til den og får dens partikler til at tilpasse sig overfladens struktur..
Faktisk er der metoder, hvor overfladen ikke engang behøver at være kold, da den deltager direkte i en reaktion med de gasformige partikler, der ender kovalent (eller metallisk) på den..
I teknologiindustrien, en metode, der fungerer fra denne begyndelse og kaldes kemisk dampaflejring ved forbrænding.
Når en øl er så kold, at når den tages ud af køleskabet, er glasset på flasken dækket af hvidt, siges det at den er klædt på som en brud.
Ølflasken tilvejebringer det nødvendige overfladeareal til vanddampmolekylerne, HtoEller gå ned og tab hurtigt energi. Hvis glasset er sort, vil du bemærke, hvordan det bliver hvidt ud af ingenting, og du kan rive det af med fingerneglen for at skrive beskeder eller tegne billeder på det..
Nogle gange er aflejringen af fugt fra miljøet sådan, at ølen ser ud til at være dækket af hvid frost; men effekten varer ikke længe, for efterhånden som minutter går, kondenserer den og fugter hånden på dem, der holder den og drikker.
På samme måde som hvad der sker på en øls vægge, afsættes der frost på de indvendige vægge i nogle køleskabe. Ligeledes observeres disse lag af iskrystaller i naturen ved jorden. falder ikke fra himlen i modsætning til sne.
Den superkølede vanddamp kolliderer med overfladen af blade, træer, græs osv. Og ender med at give dem varme for at køle ned og være i stand til at slå sig ned på dem og manifestere sig i deres karakteristiske og strålende krystallinske mønstre.
Indtil nu har der været tale om vand; Men hvad med andre stoffer eller forbindelser? Hvis der for eksempel er gasformige guldpartikler i et kammer, og der indføres en kold og modstandsdygtig genstand, vil der blive lagt et lag af guld på det. Det samme ville ske med andre metaller eller forbindelser, så længe de ikke kræver øget tryk eller vakuum..
Det, der netop er blevet beskrevet, handler om en metode, der kaldes fysisk aflejring, og den bruges i materialebranchen til at skabe metalliske belægninger på bestemte dele. Nu ligger problemet i, hvordan man opnår gasformige guldatomer uden højt energiforbrug, da der kræves meget høje temperaturer..
Det er der, hvor vakuumet kommer ind for at lette passagen fra det faste stof til gassen (sublimering) såvel som brugen af elektronstråler.
Sod på skorstensvægge nævnes ofte som et eksempel på fysisk aflejring; Imidlertid er de meget fine kulpartikler, der allerede er i fast tilstand og suspenderet i røg, simpelthen deponeret uden at undergå en ændring af tilstanden. Dette fører til sortfarvning af væggene.
Hvis der er en kemisk reaktion mellem gassen og overfladen, er det en kemisk aflejring. Denne teknik er almindelig i syntesen af halvledere, i belægningen af polymerer af bakteriedræbende og fotokatalytiske lag af TiOto, eller tilvejebringe et mekanisk beskyttelsesmateriale ved at belægge dem med ZrOto.
Takket være kemisk aflejring er det muligt at have overflader af diamanter, wolfram, tellurider, nitrider, carbider, silicium, grafener, kulstofnanorør osv..
Forbindelser, der har det M-atom, der ønsker at blive deponeret, og som også er modtagelige for termisk nedbrydning, kan give M til overfladestrukturen, så den sidder fast permanent.
Derfor anvendes der normalt organometalliske reagenser, som, når de nedbrydes, opgiver metalatomer uden behov for at få det direkte derfra; det vil sige, det ville ikke være nødvendigt at bruge metallisk guld, men snarere et guldkompleks for at skabe den ønskede gyldne "plettering"..
Bemærk, hvordan det oprindelige koncept med invers sublimering eller deposition ender med at udvikle sig i henhold til teknologiske anvendelser.
Endnu ingen kommentarer