Materiālzinātnes jomā tīģeļiem ir galvenā loma augstas temperatūras procesos, jo īpaši nogulsnēšanas tehnikās, piemēram, iztvaikošanas pārklājumā. Atbilstoši tīģeļa materiāli jāizvēlas atbilstoši konkrētajam izmantotā nogulsnēšanas materiāla veidam. 
Latvija

Fizikālās tvaiku pārklāšanas (PVD) procesos tīģeļus izmanto, lai noturētu cietus metālus vai savienojumus, kurus pēc tam karsē līdz iztvaikošanas vai sublimācijas punktam. Tas ļauj iztvaicētajam materiālam kondensēties kā plānai kārtiņai uz pamatnes. Daudziem izkausētiem materiāliem ir nepieciešams tīģeļa apvalks, un tīģeļa faktiskā uzlādes jauda ir atkarīga no starplikas tilpuma.

Tīģeļu izplatītākās problēmas un risinājumi materiālu nogulsnēšanas procesos

Ķīmiskās saderības problēmas

Tīģeļi un to starplikas ir rūpīgi jāizvēlas, lai izvairītos no nevēlamām ķīmiskām reakcijām augstā temperatūrā. Nesaderīgi tīģeļa materiāli var korozēt vai piesārņot kausējumu, kas var apdraudēt produkta kvalitāti.

Ieteiktie risinājumi:

• Tīģeļu starpliku izmantošana:Tīģeļa oderēšana ar piemērotu materiālu var novērst ķīmiskas reakcijas starp tīģeli un izkausētu materiālu, saglabājot iztvaicētā materiāla tīrību. Bet ne visi tīģeļi ir aprīkoti ar starplikām. Izkausētu metālu, piemēram, zelta (Au) iztvaicēšanai un bora (B), kobalta (Co), hroma (Cr), dzelzs (Fe), germānija (Ge), pallādija (Pd) un niķeļa (Ni) nogulsnēšanai ), tīģeļa starplikas parasti nav nepieciešamas.
• Atbilstošu pārklājuma materiālu izvēle:Atkarībā no izkausētā materiāla, starplikas izgatavotas noTantals (Ta),Niķelis (Ni),Molibdēns (Mo),Pirolītiskais bora nitrīds (PBN), vaiVolframs (W)parasti izmanto, lai mazinātu reakcijas un aizsargātu tīģeli no bojājumiem.
  
  

Termiskās izplešanās neatbilstība

Kritiska problēma augstas temperatūras procesos ir termiskās izplešanās neatbilstība starp tīģeli un izkausētu materiālu. Karsēšanas laikā izkausētie materiāli parasti izplešas ātrāk nekā tīģelis, izdarot spiedienu uz sienām un, iespējams, izraisot plaisas vai deformāciju. Tāpat dzesēšanas laikā var rasties spriegums, materiālam saraujoties, īpaši, ja tīģelī ir pārāk daudz atlikuma materiāla.

Risinājumi:

• Atbilstoši termiskās izplešanās koeficienti:Pārliecinieties, ka tīģeļa un materiāla termiskās izplešanās koeficienti ir savietojami, lai samazinātu spriegumu.
• Materiāla apjoma ierobežojums:Atdzesēšanas laikā izkausēto materiālu glabājiet nelielā baseinā tīģeļa apakšā, lai izvairītos no saskares ar sānu sienām, vai pirms dzesēšanas iztukšojiet visu materiālu.
• Regulāras pārbaudes:Pēc katra procesa pārbaudiet, vai tīģelī nav plaisu vai struktūras bojājumu.
  

Tīģeļu pildīšanas ieteikumi

Tīģeļa piepildīšanas pakāpe ir atkarīga no nogulsnēšanas materiāla veida, un tā var ievērojami atšķirties starp sublimējošiem materiāliem, izkausētiem materiāliem un ķīmiskiem savienojumiem.

Sublimācijas materiāli:Piepildiet tīģeli līdz 90%, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju. Pastāvīgas jaudas vai temperatūras iztvaikošanas gadījumā tvaiku sadalījums un ātrums mainās, kad materiāls tiek patērēts, bet sublimējošie materiāli (piemēram, sāļi) parasti rada minimālas problēmas.

Izkausēti materiāli/nesublimējoši materiāli:Ieteicamais uzpildes līmenis materiāliem, kas nav sublimēti, ir 75% no tīģeļa ietilpības. Pārpildīšana var izraisīt plaisas, ko izraisa termiskās izplešanās atšķirība starp tīģeli un tādiem materiāliem kā alumīnija oksīds, atkārtoti uzkarsējot.

Ķīmiskie savienojumi:Attiecībā uz ķīmiskajiem savienojumiem vislabākie rezultāti parasti tiek sasniegti, kad tīģelis ir piepildīts līdz aptuveni 50%, un iztvaikošanas laikā materiāls samazinās līdz aptuveni 17%. Ja tvaika kvalitāte (piemēram, disociācija, tvaika temperatūra vai ātrums) ir kritiska, var būt nepieciešami papildu pielāgojumi, lai optimizētu iztvaikošanas procesu.

Tīģeļu tīrīšanas paraugprakse

Lai izvairītos no savstarpējas inficēšanās, katru tīģeli ieteicams izmantot viena veida materiāla sildīšanai. Lai gan dažus organiskos savienojumus var rūpīgi noņemt, pareizi tīrot, citus var būt grūtāk novērst. Tīrīšanas panākumi ir atkarīgi no konkrētā organiskā savienojuma un apdedzināšanas temperatūras.

Ieteicamā tīrīšanas procedūra:

• Mērcēt tīģeli 0.1 M kālija hidroksīda šķīdumā 15–20 minūtes.
• Noskalo ar dejonizētu ūdeni.
• Tīriet ultraskaņas vannā ar smalku pulverveida mazgāšanas līdzekli (2 ēdamkarotes izšķīdinātas 200 ml ūdens) 60 minūtes.
• Vēlreiz rūpīgi noskalojiet ar dejonizētu ūdeni.
• Iegremdējiet tīģeli acetonā un 20 minūtes tīriet ar ultraskaņu.
• Atkārtojiet procesu ar izopropanolu vēl 20 minūtes.
• Žāvē tīģeli 70 °C temperatūrā vismaz 40 minūtes vai ilgāk, ja nepieciešams.

Alternatīvi, karsējot tīģeli līdz temperatūrai, kas ievērojami pārsniedz organisko materiālu parasto iztvaikošanas punktu, var nodrošināt pašattīrīšanos, sadedzinot atlikumus.

Pielāgoti tīģeļu materiāli un risinājumi

Lai iegūtu pielāgotas tīģeļu formas, poru izmērus, materiālus vai citas specializētas prasības, lūdzu, sazinieties ar mums, lai iegūtu pielāgotus risinājumus.