Pyrosil טיפול בלהבה ופלזמה
טיפול PYROSIL הוא תהליך של שיקוע אדים כימי בבעירה (CCVD) המשמש לשיפור ההידבקות על פני שטח המיועדים להדבקה. PYROSIL הוא תהליך פלזמה בפריקה זוהרת המתבצע בתנאי סביבה רגילים. טיפול PYROSIL הוא טכניקה לשינוי פני השטח, המשקעת שכבה אמורפית של סיליקון דו-חמצני (SiO2) על פני המצע באמצעות שיקוע אדים כימי בבעירה (CCVD). חברת SURA Instruments GmbH פיתחה את הציוד ואת התהליכים בשנות ה-80 של המאה ה-20, פיתוח שהוביל למסחור המוצלח הראשון של הטכנולוגיה המשמשת להגברת ההדבקה בדבקים. באמצעות פירוליזת להבה ניתן להשיג על המצע שכבה דקה (5 – 100 nm) של תחמוצת סיליקון הידרופובית בעלת ריאקטיביות גבוהה. כתוצאה מכך נוצרים פני שטח הידרופיליים מוגדרים, בזכות הצפיפות הגבוהה של קבוצות Si-OH על פני חלקיקי ה-SiO2 המשוקעים ובזכות חספוס בקנה מידה ננומטרי. שכבות המכילות סיליקון מוצאות יישומים רבים בפולימרים, בזכוכית, בקרמיקה ובמתכות. בתהליך מוזן המוצר המיועד לטיפול דרך להבת גז למינרית המועשרת בחומר מוצא המכיל סיליקון (PYROSIL), באופן דומה לטיפול בלהבה מסורתי. בשל משך המגע הקצר בין הלהבה למצע ניתן ליישם את התהליך גם על חומרי פלסטיק רגישים לטמפרטורה.
שיקוע אדים כימי בבעירה (CCVD) הוא תהליך כימי שבו מושקעים ציפויים דקיקים על מצעים באטמוספרה פתוחה. בתהליך ה-CCVD מוסיפים תרכובת מוצא לגז הבוער. הלהבה מונעת בסמוך לפני השטח המיועדים לציפוי. האנרגיה הגבוהה שבתוך הלהבה ממירה את חומרי המוצא לתוצרי ביניים בעלי ריאקטיביות גבוהה, המגיבים בקלות עם המצע ויוצרים שכבה נצמדת היטב. המבנה המיקרוסקופי ועובי השכבה המשוקעת נשלטים באמצעות פרמטרים של התהליך, ובהם מהירות המצע או הלהבה, מספר המעברים, טמפרטורת המצע והמרחק בין הלהבה למצע. שכבות של סיליקון דו-חמצני הן השכבות המשוקעות הנפוצות ביותר. שכבות שהושקעו זה עתה הן בעלות ריאקטיביות גבוהה, ולכן הן יכולות לשמש שכבות מקדמות הידבקות עבור ציפויים פולימריים ועבור הדבקה.
PYROSIL לעומת טיפול בלהבה
ל-PYROSIL ולטיפול פלזמת להבה מסורתי יש קווי דמיון תהליכיים, אך כימיית הלהבה ומנגנון יצירת הקבוצות הפונקציונליות על פני השטח שונים. שתי השיטות הן תהליכי חמצון של פני השטח בפאזת גז, שבהם בעירה של דלק פחמימני בתנאים מבוקרים מייצרת את פלזמת הלהבה המשנה את פני המצע. להבות למינריות בתערובת מוקדמת יוצרות תגובה אקסותרמית. להבת PYROSIL היא בגוון ורדרד, ואילו צבע הלהבה בטיפול בלהבה מסורתי הוא כחלחל. ראו תמונה 1. ההבדל העיקרי הוא ש-PYROSIL מייצר SiO2 ואילו טיפול בלהבה אינו מייצר אותו. כתוצאה מכך נוצרים פני שטח הידרופיליים מוגדרים, בזכות הצפיפות הגבוהה של קבוצות Si–OH על פני חלקיקי ה-SiO2 המשוקעים. נעשה שימוש בציוד בעירה דומה, במבערי סרט ובתצורת הגדרה ובקרה דומה של התהליך. שלושת משתני הבקרה העיקריים של התהליך הם כימיית הלהבה, מרחק המצע מהלהבה וזמן השהייה של הטיפול. הטיפול חייב להתבצע באזור התגובה הזוהר העיקרי, כלומר באזור המחמצן.
עבור PYROSIL, אחת המשוואות לבעירה של התרכובת האורגנו-סיליקונית טטרה-מתיל-סילאן (TMS) וליצירת SiO2 היא:
Si(CH3)4 + 13 O2 + C3H8 — SiO2 + 10 H2O + 7 CO2
עבור טיפול בלהבה בגז טבעי, המשוואה הבאה מתארת את תגובת הבעירה:
CH4 + 2O2 + 8N2 — CO2 + 2H2O + 8N2
שתי תגובות הבעירה מייצרות תוצרי לוואי של CO2 ושל מים (H2O).
בקשו הצעת מחיר ללא עלות
Scott Sabreen — נשיא ומהנדס ראשי, עם למעלה מ-30 שנות מומחיות. צרו קשר עוד היום כדי לדון ביישום שלכם ובפתרונות SABREEN, ללא עלות וללא התחייבות. הביאו אלינו את האתגרים הקשים ביותר שלכם.
טלפון: +1 972-820-6777
