In the field of materials science, crucibles play a pivotal role in high-temperature processes, especially in deposition techniques such as evaporation coating. Appropriate crucible materials should be selected according to the specific type of deposition material being used. 

In  Physical Vapor Deposition (PVD) processes, crucibles are employed to hold solid metals or compounds, which are then heated to the point of evaporation or sublimation. This allows the vaporized material to condense as a thin film on the substrate. Many molten materials require a crucible liner, and the actual charge capacity of the crucible depends on the volume of liner.

Problemes comuns i solucions de gresols en processos de deposició de materials

Problemes de compatibilitat química

Els gresols i els seus revestiments s'han de triar amb cura per evitar reaccions químiques no desitjades a altes temperatures. Els materials del gresol incompatibles poden corroir o contaminar la fosa, cosa que pot comprometre la qualitat del producte.

Solucions recomanades:

• Ús de revestiments de gresol:El revestiment del gresol amb un material adequat pot evitar reaccions químiques entre el gresol i el material fos, preservant la puresa del material evaporat. Però no tots els gresols estan equipats amb revestiments. Per a l'evaporació de metalls fosos com l'or (Au) i la deposició de bor (B), cobalt (Co), crom (Cr), ferro (Fe), germani (Ge), pal·ladi (Pd) i níquel (Ni). ), generalment no es requereixen revestiments de gresol.
• Selecció dels materials de revestiment adequats:Depenent del material fos, revestiments fets deTàntal (Ta),Níquel (Ni),Molibdè (Mo),Nitrur de bor pirolític (PBN), OTungstè (W)s'utilitzen habitualment per mitigar les reaccions i protegir el gresol dels danys.
  
  

Desconcordança de l'expansió tèrmica

Un problema crític en els processos d'alta temperatura és el desajust de l'expansió tèrmica entre el gresol i el material fos. Durant l'escalfament, els materials fosos normalment s'expandeixen més ràpidament que el gresol, exercint pressió sobre les parets i pot provocar esquerdes o deformacions. De la mateixa manera, durant el refredament, es pot desenvolupar estrès a mesura que el material es contrau, especialment si hi ha una quantitat excessiva de material residual al gresol.

Solutions:

• Coeficients d'expansió tèrmica coincidents:Assegureu-vos que els coeficients d'expansió tèrmica del gresol i el material siguin compatibles per minimitzar l'estrès.
• Volum límit de material:Mantingueu el material fos confinat a una petita piscina a la part inferior del gresol durant el refredament per evitar el contacte amb les parets laterals, o esgota tot el material abans de refredar-se.
• Inspeccions periòdiques:Després de cada procés, inspeccioneu el gresol per detectar esquerdes o danys estructurals.
  

Recomanacions d'ompliment del gresol

El grau d'ompliment d'un gresol depèn del tipus de material de deposició, i pot variar significativament entre materials sublimants, materials fosos i compostos químics.

Materials de sublimació:Ompliu el gresol fins al 90% de la capacitat per obtenir un rendiment òptim. En evaporació de potència constant o temperatura, la distribució del vapor i la velocitat canvien a mesura que es consumeix el material, però els materials de sublimació (per exemple, les sals) solen presentar problemes mínims.

Materials fosos/materials no sublimants:El nivell d'ompliment recomanat per a materials no sublimants és del 75% de la capacitat del gresol. L'excés d'ompliment pot provocar esquerdes a causa de la diferència d'expansió tèrmica entre el gresol i materials com l'òxid d'alumini quan es reescalfa.

Compostos químics:Per als compostos químics, els millors resultats s'aconsegueixen normalment quan el gresol s'omple al voltant del 50%, i el material es redueix al voltant del 17% durant l'evaporació. Si la qualitat del vapor (per exemple, la dissociació, la temperatura del vapor o la velocitat) és crítica, poden ser necessaris més ajustos per optimitzar el procés d'evaporació.

Bones pràctiques de neteja de gresols

Per evitar la contaminació creuada, es recomana que cada gresol es dediqui a escalfar un únic tipus de material. Tot i que alguns compostos orgànics es poden eliminar a fons amb una neteja adequada, altres poden ser més difícils d'eliminar. L'èxit de la neteja depèn del compost orgànic específic i de la temperatura de cocció.

Procediment de neteja recomanat:

• Remullar el gresol en una solució d'hidròxid de potassi 0.1 M durant 15-20 minuts.
• Esbandida amb aigua desionitzada.
• Netejar en un bany d'ultrasons amb un detergent en pols fi (2 cullerades dissoltes en 200 ml d'aigua) durant 60 minuts.
• Esbandiu bé amb aigua desionitzada de nou.
• Submergiu el gresol en acetona i netegeu-lo per ultrasons durant 20 minuts.
• Repetiu el procés amb isopropanol durant 20 minuts més.
• Assecar el gresol a 70 °C durant almenys 40 minuts, o més si cal.

Alternativament, escalfar el gresol a temperatures molt per sobre del punt d'evaporació normal dels materials orgànics pot permetre l'auto-neteja cremant els residus.

Materials i solucions de gresol personalitzats

Per a formes personalitzades de gresol, mides de porus, materials o altres requisits especialitzats, poseu-vos en contacte amb nosaltres per obtenir solucions a mida.