Dalam bidang ilmu material, wadah peleburan memegang peranan penting dalam proses suhu tinggi, terutama dalam teknik pengendapan seperti pelapisan penguapan. Material wadah peleburan yang tepat harus dipilih sesuai dengan jenis material pengendapan yang digunakan. 
Indonesia

Dalam proses Physical Vapor Deposition (PVD), wadah peleburan digunakan untuk menampung logam atau senyawa padat, yang kemudian dipanaskan hingga menguap atau menyublim. Hal ini memungkinkan material yang menguap mengembun sebagai lapisan tipis pada substrat. Banyak material cair memerlukan pelapis wadah peleburan, dan kapasitas pengisian wadah peleburan yang sebenarnya bergantung pada volume pelapis.

Masalah Umum dan Solusi Crucible dalam Proses Deposisi Material

Masalah Kompatibilitas Kimia

Wadah dan pelapisnya harus dipilih dengan hati-hati untuk menghindari reaksi kimia yang tidak diinginkan pada suhu tinggi. Material wadah yang tidak cocok dapat menimbulkan korosi atau mencemari lelehan, yang dapat menurunkan kualitas produk.

Solusi yang Direkomendasikan:

• Penggunaan Pelapis Wadah:Pelapisan wadah dengan material yang sesuai dapat mencegah terjadinya reaksi kimia antara wadah dan material cair, sehingga kemurnian material yang menguap tetap terjaga. Namun, tidak semua wadah dilengkapi dengan pelapis. Untuk penguapan logam cair seperti emas (Au) dan pengendapan boron (B), kobalt (Co), kromium (Cr), besi (Fe), germanium (Ge), paladium (Pd), dan nikel (Ni), pelapis wadah umumnya tidak diperlukan.
• Memilih Bahan Pelapis yang Tepat:Tergantung pada bahan cairnya, liner yang terbuat dariTantalum (Ta),Nikel (Ni),Molibdenum (Mo),Boron Nitrida Pirolitik (PBN), atauTungsten (W)Umumnya digunakan untuk mengurangi reaksi dan melindungi wadah dari kerusakan.
  
  

Ketidaksesuaian Ekspansi Termal

Masalah kritis dalam proses suhu tinggi adalah ketidaksesuaian ekspansi termal antara wadah dan material cair. Selama pemanasan, material cair biasanya mengembang lebih cepat daripada wadah, memberikan tekanan pada dinding dan berpotensi menyebabkan retakan atau deformasi. Demikian pula, selama pendinginan, tekanan dapat terjadi saat material menyusut, terutama jika terdapat material sisa yang berlebihan di wadah.

Solusi:

• Pencocokan Koefisien Ekspansi Termal:Pastikan koefisien ekspansi termal wadah dan materialnya kompatibel untuk meminimalkan tekanan.
• Batas Volume Material:Simpan material cair dalam kolam kecil di dasar wadah selama pendinginan untuk menghindari kontak dengan dinding samping, atau habiskan semua material sebelum pendinginan.
• Inspeksi Reguler:Setelah setiap proses, periksa wadah peleburan untuk melihat adanya keretakan atau kerusakan struktural.
  

Rekomendasi Pengisian Crucible

Tingkat pengisian wadah peleburan bergantung pada jenis bahan pengendapan, dan dapat bervariasi secara signifikan antara bahan sublimasi, bahan cair, dan senyawa kimia.

Bahan Sublimasi:Isi wadah peleburan hingga 90% kapasitasnya untuk kinerja optimal. Dalam penguapan dengan daya atau suhu konstan, distribusi dan laju uap berubah saat material dikonsumsi, tetapi material yang menyublim (misalnya, garam) biasanya menunjukkan masalah minimal.

Bahan Cair/Bahan Non-Sublimasi:Tingkat pengisian yang disarankan untuk bahan yang tidak mengalami sublimasi adalah 75% dari kapasitas wadah. Pengisian yang berlebihan dapat menyebabkan keretakan karena perbedaan ekspansi termal antara wadah dan bahan seperti aluminium oksida saat dipanaskan ulang.

Senyawa Kimia:Untuk senyawa kimia, hasil terbaik biasanya tercapai saat wadah terisi hingga sekitar 50%, dengan material berkurang hingga sekitar 17% selama penguapan. Jika kualitas uap (misalnya, disosiasi, suhu uap, atau laju) penting, penyesuaian lebih lanjut mungkin diperlukan untuk mengoptimalkan proses penguapan.

Praktik Terbaik Pembersihan Crucible

Untuk menghindari kontaminasi silang, sebaiknya setiap wadah peleburan didedikasikan untuk memanaskan satu jenis material. Sementara beberapa senyawa organik dapat dihilangkan secara menyeluruh dengan pembersihan yang tepat, yang lain mungkin lebih sulit dihilangkan. Keberhasilan pembersihan bergantung pada senyawa organik tertentu dan suhu pembakaran.

Prosedur Pembersihan yang Direkomendasikan:

• Rendam wadah peleburan dalam larutan kalium hidroksida 0.1M selama 15-20 menit.
• Bilas dengan air deionisasi.
• Bersihkan dalam bak ultrasonik dengan deterjen bubuk halus (2 sendok makan dilarutkan dalam 200 mL air) selama 60 menit.
• Bilas kembali secara menyeluruh dengan air deionisasi.
• Celupkan wadah peleburan ke dalam aseton dan bersihkan dengan ultrasonik selama 20 menit.
• Ulangi proses dengan isopropanol selama 20 menit tambahan.
• Keringkan wadah peleburan pada suhu 70°C selama minimal 40 menit, atau lebih lama jika diperlukan.

Alternatifnya, memanaskan wadah peleburan hingga suhu jauh di atas titik penguapan normal bahan organik dapat memungkinkan pembersihan sendiri dengan membakar residu.

Bahan dan Solusi Crucible Kustom

Untuk bentuk wadah peleburan khusus, ukuran pori, bahan, atau persyaratan khusus lainnya, silakan hubungi kami untuk solusi khusus.