Sa larangan ng agham ng mga materyales, ang mga crucibles ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga proseso ng mataas na temperatura, lalo na sa mga diskarte sa pag-deposition tulad ng evaporation coating. Ang mga angkop na materyales sa crucible ay dapat piliin ayon sa tiyak na uri ng materyal na deposition na ginagamit. 

Sa mga proseso ng Physical Vapor Deposition (PVD), ginagamit ang mga crucibles upang hawakan ang mga solidong metal o compound, na pagkatapos ay pinainit hanggang sa punto ng evaporation o sublimation. Pinapayagan nito ang singaw na materyal na mag-condense bilang isang manipis na pelikula sa substrate. Maraming mga tinunaw na materyales ang nangangailangan ng crucible liner, at ang aktwal na kapasidad ng pagsingil ng crucible ay depende sa dami ng liner.

Mga Karaniwang Isyu at Solusyon ng Mga Crucibles sa Mga Proseso ng Material Deposition

Mga Isyu sa Compatibility sa Kemikal

Ang mga crucibles at ang kanilang mga liner ay dapat na maingat na piliin upang maiwasan ang mga hindi gustong kemikal na reaksyon sa mataas na temperatura. Ang mga hindi tugmang materyal na crucible ay maaaring makasira o makahawa sa pagkatunaw, na maaaring makakompromiso sa kalidad ng produkto.

Mga Inirekumendang Solusyon:

• Paggamit ng Crucible Liner:Ang paglalagay sa crucible ng angkop na materyal ay maaaring maiwasan ang mga reaksiyong kemikal sa pagitan ng crucible at molten material, na pinapanatili ang kadalisayan ng evaporated material. Ngunit hindi lahat ng crucibles ay nilagyan ng mga liner. Para sa pagsingaw ng mga tinunaw na metal tulad ng ginto (Au) at ang pagtitiwalag ng boron (B), cobalt (Co), chromium (Cr), iron (Fe), germanium (Ge), palladium (Pd), at nickel (Ni ), karaniwang hindi kinakailangan ang mga crucible liner.
• Pagpili ng Naaangkop na Liner Materials:Depende sa tinunaw na materyal, ang mga liner na ginawa mula saTantalum (Ta),Nikel (Ni),Molibdenum (Mo),Pyrolytic Boron Nitride (PBN), OTungsten (W)ay karaniwang ginagamit upang pagaanin ang mga reaksyon at protektahan ang crucible mula sa pinsala.
  
  

Hindi tugma ng Thermal Expansion

Ang isang kritikal na isyu sa mga prosesong may mataas na temperatura ay ang thermal expansion mismatch sa pagitan ng crucible at ng molten material. Sa panahon ng pag-init, ang mga natunaw na materyales ay karaniwang lumalawak nang mas mabilis kaysa sa crucible, na nagbibigay ng presyon sa mga dingding at posibleng humahantong sa mga bitak o pagpapapangit. Katulad nito, sa panahon ng paglamig, maaaring magkaroon ng stress habang kumukuha ang materyal, lalo na kung mayroong labis na dami ng natitirang materyal sa crucible.

Solutions:

• Mga Katugmang Thermal Expansion Coefficient:Tiyakin na ang mga thermal expansion coefficient ng crucible at ang materyal ay magkatugma upang mabawasan ang stress.
• Limitahan ang Dami ng Materyal:Panatilihing nakakulong ang nilusaw na materyal sa isang maliit na pool sa ilalim ng crucible habang pinapalamig upang maiwasan ang pagkakadikit sa mga sidewall, o maubos ang lahat ng materyal bago palamig.
• Mga Regular na Inspeksyon:Pagkatapos ng bawat proseso, siyasatin ang crucible para sa mga bitak o pinsala sa istruktura.
  

Mga Rekomendasyon sa Pagpuno ng Crucible

Ang antas ng pagpupuno ng crucible ay depende sa uri ng deposition material, at ito ay maaaring mag-iba nang malaki sa pagitan ng mga sublimating na materyales, tinunaw na materyales, at mga kemikal na compound.

Sublimating Materials:Punan ang crucible sa 90% na kapasidad para sa pinakamainam na pagganap. Sa patuloy na pag-evaporate ng lakas o temperatura, ang pamamahagi ng singaw at ang bilis ay nagbabago habang ang materyal ay natupok, ngunit ang mga sublimating na materyales (hal., mga asin) ay kadalasang nagpapakita ng kaunting mga isyu.

Mga Natunaw na Materyales/Non-Sublimating Materials:Ang inirerekumendang fill level para sa hindi nag-sublimate na mga materyales ay 75% ng kapasidad ng crucible. Ang sobrang pagpuno ay maaaring humantong sa mga bitak dahil sa pagkakaiba sa thermal expansion sa pagitan ng crucible at mga materyales tulad ng aluminum oxide kapag pinainit muli.

Mga kemikal na compound:Para sa mga kemikal na compound, ang pinakamahusay na mga resulta ay karaniwang nakakamit kapag ang crucible ay napuno sa humigit-kumulang 50%, na ang materyal ay bumababa sa humigit-kumulang 17% sa panahon ng pagsingaw. Kung ang kalidad ng singaw (hal., dissociation, temperatura ng singaw, o rate) ay kritikal, maaaring kailanganin ang mga karagdagang pagsasaayos upang ma-optimize ang proseso ng pagsingaw.

Pinakamahuhusay na Kasanayan sa Paglilinis ng Crucible

Upang maiwasan ang cross-contamination, inirerekomenda na ang bawat crucible ay nakatuon sa pagpainit ng isang uri ng materyal. Bagama't ang ilang mga organikong compound ay maaaring maalis nang lubusan sa wastong paglilinis, ang iba ay maaaring mas mahirap alisin. Ang tagumpay ng paglilinis ay nakasalalay sa partikular na organic compound at ang temperatura ng pagpapaputok.

Inirerekomendang Pamamaraan sa Paglilinis:

• Ibabad ang crucible sa isang 0.1M potassium hydroxide solution sa loob ng 15-20 minuto.
• Banlawan ng deionized na tubig.
• Linisin sa isang ultrasonic bath na may pinong powder detergent (2 kutsarang natunaw sa 200 ML ng tubig) sa loob ng 60 minuto.
• Banlawan muli ng deionized na tubig.
• Ilubog ang crucible sa acetone at malinis sa ultrasonic sa loob ng 20 minuto.
• Ulitin ang proseso gamit ang isopropanol para sa karagdagang 20 minuto.
• Patuyuin ang crucible sa 70°C nang hindi bababa sa 40 minuto, o mas matagal kung kinakailangan.

Bilang kahalili, ang pag-init ng crucible sa mga temperatura na mas mataas sa normal na evaporation point ng mga organikong materyales ay maaaring magbigay-daan para sa paglilinis sa sarili sa pamamagitan ng pagsunog ng mga nalalabi.

Mga Custom na Crucible Materials at Solutions

Para sa mga custom na hugis ng crucible, laki ng butas, materyales, o iba pang espesyal na kinakailangan, mangyaring makipag-ugnayan sa amin para sa mga iniangkop na solusyon.