בתחום מדעי החומרים, לכור היתוך תפקיד מרכזי בתהליכים בטמפרטורה גבוהה, במיוחד בטכניקות שיקוע כגון ציפוי אידוי. יש לבחור חומרי היתוך מתאימים בהתאם לסוג הספציפי של חומר התצהיר שבו נעשה שימוש. 
יִשְׂרָאֵל

בתהליכי שקיעת אדים פיזיים (PVD), כור היתוך משמשים להחזיק מתכות או תרכובות מוצקות, אשר מחוממות לאחר מכן עד לנקודת אידוי או סובלימציה. זה מאפשר לחומר המאוד להתעבות כסרט דק על המצע. חומרים מותכים רבים דורשים ריפוד כור היתוך, ויכולת הטעינה בפועל של כור ההיתוך תלויה בנפח הספוג.

בעיות נפוצות ופתרונות של כור היתוך בתהליכי שיקוע חומרים

בעיות תאימות כימית

יש לבחור בקפידה את כור ההיתוך והאריחים שלהם כדי למנוע תגובות כימיות לא רצויות בטמפרטורות גבוהות. חומרי כור היתוך שאינם תואמים עלולים להרוס או לזהם את ההיתוך, מה שעלול לפגוע באיכות המוצר.

פתרונות מומלצים:

• שימוש בספינות כור היתוך:ציפוי כור ההיתוך בחומר מתאים יכול למנוע תגובות כימיות בין כור ההיתוך לחומר המותך, ולשמור על טוהר החומר המתאדה. אבל לא כל כור ההיתוך מצוידים בספינות. לאידוי מתכות מותכות כגון זהב (Au) ושקיעת בורון (B), קובלט (Co), כרום (Cr), ברזל (Fe), גרמניום (Ge), פלדיום (Pd) וניקל (Ni) ), בדרך כלל אין צורך בספינות כור היתוך.
• בחירת חומרי תוחם מתאימים:בהתאם לחומר המותך, ספינות עשויותטנטלום (טא),ניקל (ני),מוליבדן (מו),בורון ניטריד פירוליטי (PBN), אוטונגסטן (W)משמשים בדרך כלל כדי להפחית תגובות ולהגן על כור ההיתוך מנזק.
  
  

אי התאמה של התרחבות תרמית

נושא קריטי בתהליכים בטמפרטורה גבוהה הוא חוסר ההתאמה של ההתפשטות התרמית בין כור ההיתוך לחומר המותך. במהלך החימום, חומרים מותכים מתרחבים בדרך כלל מהר יותר מאשר כור ההיתוך, מפעילים לחץ על הקירות ועלולים להוביל לסדקים או דפורמציה. באופן דומה, במהלך הקירור, מתח יכול להתפתח כאשר החומר מתכווץ, במיוחד אם יש כמות יתר של חומר שיורי בכור ההיתוך.

פתרונות:

• התאמת מקדמי התפשטות תרמית:ודא שמקדמי ההתפשטות התרמית של כור ההיתוך והחומר תואמים כדי למזער את הלחץ.
• הגבלת נפח חומר:שמור על חומר מותך מוגבל לבריכה קטנה בתחתית כור ההיתוך במהלך הקירור כדי למנוע מגע עם הדפנות, או פליטת כל החומר לפני הקירור.
• בדיקות סדירות:לאחר כל תהליך, בדוק את כור ההיתוך לאיתור סדקים או נזק מבני.
  

המלצות למילוי כור היתוך

מידת המילוי של כור היתוך תלויה בסוג חומר השקיעה, והיא יכולה להשתנות באופן משמעותי בין חומרי סובלימציה, חומרים מותכים ותרכובות כימיות.

חומרי סובלימציה:מלאו את כור ההיתוך עד קיבולת של 90% לביצועים מיטביים. באידוי בעוצמה או בטמפרטורה קבועה, חלוקת האדים וקצב משתנים ככל שהחומר נצרך, אך חומרי סובלימציה (למשל, מלחים) מפגינים בדרך כלל בעיות מינימליות.

חומרים מותכים/חומרים לא סובלימציה:רמת המילוי המומלצת לחומרים שאינם סובלימטיביים היא 75% מקיבולת כור ההיתוך. מילוי יתר עלול להוביל לסדקים עקב ההבדל בהתפשטות התרמית בין כור ההיתוך לחומרים כמו תחמוצת אלומיניום בחימום חוזר.

תרכובות כימיות:עבור תרכובות כימיות, התוצאות הטובות ביותר מושגות בדרך כלל כאשר כור ההיתוך מלא לכ-50%, כאשר החומר פוחת לכ-17% במהלך האידוי. אם איכות האדים (למשל, ניתוק, טמפרטורת אדים או קצב) היא קריטית, ייתכן שיידרשו התאמות נוספות כדי לייעל את תהליך האידוי.

שיטות עבודה מומלצות לניקוי כור היתוך

כדי למנוע זיהום צולב, מומלץ שכל כור היתוך יוקדש לחימום סוג חומר בודד. בעוד כמה תרכובות אורגניות ניתן להסיר ביסודיות עם ניקוי מתאים, אחרים עשויים להיות קשים יותר לחסל. הצלחת הניקוי תלויה בתרכובת האורגנית הספציפית ובטמפרטורת השריפה.

נוהל ניקוי מומלץ:

• השרו את כור ההיתוך בתמיסת 0.1M אשלגן הידרוקסיד למשך 15-20 דקות.
• לשטוף במים מפושטים.
• נקה באמבט קולי עם אבקה דטרגנטית (2 כפות מומסות ב-200 מ"ל מים) למשך 60 דקות.
• יש לשטוף שוב ביסודיות במים מפושטים.
• לטבול את כור ההיתוך באציטון ולנקות באולטרסאונד למשך 20 דקות.
• חזור על התהליך עם איזופרופנול למשך 20 דקות נוספות.
• יבש את כור ההיתוך ב-70 מעלות צלזיוס למשך 40 דקות לפחות, או יותר במידת הצורך.

לחילופין, חימום כור ההיתוך לטמפרטורות הרבה מעל נקודת האידוי הרגילה של החומרים האורגניים יכול לאפשר ניקוי עצמי על ידי שריפת שאריות.

חומרים ופתרונות לכור היתוך מותאמים אישית

לצורות כור היתוך מותאמות אישית, גדלי נקבוביות, חומרים או דרישות מיוחדות אחרות, אנא צור איתנו קשר לקבלת פתרונות מותאמים אישית.