Pyrosil Alev Plazması
PYROSIL işlemi, yapıştırılacak yüzeylerde yapışmayı iyileştirmek için kullanılan bir yanmalı kimyasal buhar biriktirme (CCVD) prosesidir. PYROSIL, ortam koşullarında yürütülen ışıldayan deşarj plazma prosesidir. PYROSIL işlemi, yanmalı kimyasal buhar biriktirme (CCVD) yoluyla altlık yüzeyine amorf silisyum dioksit (SiO2) tabakası biriktiren bir yüzey modifikasyon tekniğidir. SURA Instruments GmbH, 1980'lerde ekipman ve prosesleri geliştirerek bu teknolojinin yapıştırıcılarla bağlanmayı artırmak üzere ilk kez başarıyla ticarileşmesini sağlamıştır. Alev pirolizi sayesinde altlık üzerinde 5 ila 100 nm kalınlığında, yüksek reaktiviteli ve hidrofobik bir silikon oksit tabakası elde edilebilir. Bunun sonucunda, biriken SiO2 partiküllerinin yüzeyindeki yoğun Si-OH grupları ve nano ölçekli pürüzlülük sayesinde belirgin bir hidrofilik yüzey oluşur. Silisyum içeren filmler polimerler, cam, seramik ve metaller üzerinde pek çok uygulama alanı bulur. Proseste, işlem görecek ürün, geleneksel alev işlemine benzer şekilde, silisyum içeren bir öncü madde (PYROSIL) ile katkılanmış laminer gaz alevinden geçirilir. Alev ile altlık arasındaki etkileşim çok kısa sürdüğünden, proses sıcaklığa duyarlı plastik malzemelerde de kullanılabilir.
Yanmalı kimyasal buhar biriktirme (CCVD), ince film kaplamaların açık atmosferde altlıklar üzerine biriktirildiği kimyasal bir prosestir. CCVD prosesinde yanan gaza bir öncü bileşik eklenir ve alev, kaplanacak yüzeyin hemen üzerinde hareket ettirilir. Alev içindeki yüksek enerji, öncü maddeleri altlıkla kolayca tepkimeye giren yüksek reaktiviteli ara ürünlere dönüştürür ve sıkıca yapışan bir biriktirme oluşturur. Biriken tabakanın mikro yapısı ve kalınlığı; altlığın veya alevin hızı, geçiş sayısı, altlık sıcaklığı ve alev ile altlık arasındaki mesafe gibi proses parametreleriyle denetlenir. En sık biriktirilen tabakalar silisyum dioksit tabakalarıdır. Yeni biriktirilmiş tabakalar yüksek reaktiviteye sahiptir ve bu nedenle polimer kaplamalar ile yapıştırma için yapışma artırıcı tabaka görevi görebilir.
PYROSIL ile Alev İşleminin Karşılaştırılması
PYROSIL ile geleneksel alev plazma işlemi proses açısından benzerlik gösterir, ancak alev kimyası ve yüzey fonksiyonelleştirme mekanizması farklıdır. Her iki yöntem de gaz fazı yüzey oksidasyon prosesidir; kontrollü koşullarda bir hidrokarbon yakıtın yanması, altlık yüzeyini modifiye eden alev plazmasını üretir. Ön karışımlı laminer alevler ekzotermik tepkime verir. PYROSIL alevi pembemsi renktedir; geleneksel alev işleminin alevi ise mavimsidir, bkz. Fotoğraf 1. Temel fark, PYROSIL'in SiO2 üretmesi, alev işleminin ise üretmemesidir. Bunun sonucunda, biriken SiO2 partiküllerinin yüzeyindeki yoğun Si–OH grupları sayesinde belirgin bir hidrofilik yüzey oluşur. Benzer yanma ekipmanları, şerit brülörler ve proses kurulumu ile kontrolü kullanılır. Üç ana proses kontrol değişkeni alev kimyası, altlığın aleve olan mesafesi ve işlem bekleme süresidir. İşlem, ana tepkimenin ışıldayan bölgesinde veya oksitleyici bölgede gerçekleşmelidir.
PYROSIL için, organosilisyum bileşiği tetrametilsilanın (TMS) yanması ve SiO2 oluşumuna ilişkin bir denklem şöyledir:
Si(CH3)4 + 13 O2 + C3H8 — SiO2 + 10 H2O + 7 CO2
Doğal gazla alev işlemi için yanma tepkimesini aşağıdaki denklem tanımlar:
CH4 + 2O2 + 8N2 — CO2 + 2H2O + 8N2
Her iki yanma tepkimesi de yan ürün olarak CO2 ve H2O açığa çıkarır.
Ücretsiz Teklif Alın
Scott Sabreen — Başkan ve Baş Mühendis, 30 yılı aşkın uzmanlık. Uygulamanızı ve SABREEN çözümlerini ücretsiz ve yükümlülüksüz görüşmek için bugün bizimle iletişime geçin. En zorlu sorunlarınızı bize getirin.
Telefon: +1 972-820-6777
