У галузі матеріалознавства тиглі відіграють ключову роль у високотемпературних процесах, особливо в техніках осадження, таких як покриття випаровуванням. Відповідні матеріали для тигля слід вибирати відповідно до конкретного типу використовуваного матеріалу для осадження. 
Україна

У процесах фізичного осадження з парової фази (PVD) тиглі використовуються для утримання твердих металів або сполук, які потім нагріваються до точки випаровування або сублімації. Це дозволяє випареному матеріалу конденсуватися у вигляді тонкої плівки на підкладці. Багато розплавлених матеріалів вимагають вкладиша тигля, і фактична ємність заряду тигля залежить від об’єму вкладиша.

Загальні проблеми та рішення тиглів у процесах осадження матеріалів

Проблеми хімічної сумісності

Тиглі та їх вкладиші необхідно ретельно вибирати, щоб уникнути небажаних хімічних реакцій при високих температурах. Несумісні матеріали тигля можуть роз'їдати або забруднювати розплав, що може погіршити якість продукту.

Рекомендовані рішення:

• Використання вкладишів для тигля:Футерування тигля відповідним матеріалом може запобігти хімічним реакціям між тиглем і розплавленим матеріалом, зберігаючи чистоту випареного матеріалу. Але не всі тиглі оснащені вкладишами. Для випаровування розплавлених металів, таких як золото (Au), і осадження бору (B), кобальту (Co), хрому (Cr), заліза (Fe), германію (Ge), паладію (Pd) і нікелю (Ni). ), вкладиші для тигля зазвичай не потрібні.
• Вибір відповідних матеріалів вкладиша:Залежно від розплавленого матеріалу, вкладиші виготовлені зТантал (Ta),Нікель (Ni),Молібден (Mo),Піролітичний нітрид бору (PBN)абоВольфрам (Вт)зазвичай використовуються для пом'якшення реакцій і захисту тигля від пошкодження.
  
  

Невідповідність теплового розширення

Критичною проблемою у високотемпературних процесах є невідповідність теплового розширення між тиглем і розплавленим матеріалом. Під час нагрівання розплавлені матеріали зазвичай розширюються швидше, ніж тигель, чинячи тиск на стінки та потенційно призводячи до тріщин або деформації. Подібним чином під час охолодження може виникнути напруга, коли матеріал стискається, особливо якщо в тиглі є надмірна кількість залишкового матеріалу.

Рішення:

• Відповідні коефіцієнти теплового розширення:Переконайтеся, що коефіцієнти теплового розширення тигля та матеріалу сумісні, щоб мінімізувати навантаження.
• Граничний обсяг матеріалу:Зберігайте розплавлений матеріал у невеликій ємності на дні тигля під час охолодження, щоб уникнути контакту з бічними стінками, або видаліть увесь матеріал перед охолодженням.
• Регулярні перевірки:Після кожного процесу перевіряйте тигель на наявність тріщин або структурних пошкоджень.
  

Рекомендації щодо наповнення тигля

Ступінь заповнення тигля залежить від типу матеріалу для осадження, і він може значно відрізнятися між сублімованими матеріалами, розплавленими матеріалами та хімічними сполуками.

Сублімаційні матеріали:Заповніть тигель на 90% для оптимальної роботи. При випаровуванні постійної потужності або температури розподіл пари та швидкість змінюються в міру споживання матеріалу, але сублімовані матеріали (наприклад, солі) зазвичай мають мінімальні проблеми.

Розплавлені матеріали/несублімовані матеріали:Рекомендований рівень заповнення для несублімованих матеріалів становить 75% ємності тигля. Переповнення може призвести до тріщин через різницю в тепловому розширенні між тиглем і такими матеріалами, як оксид алюмінію, під час повторного нагрівання.

Хімічні сполуки:Для хімічних сполук найкращі результати зазвичай досягаються, коли тигель заповнений приблизно на 50%, при цьому кількість матеріалу зменшується приблизно до 17% під час випаровування. Якщо якість пари (наприклад, дисоціація, температура пари або швидкість) є критичною, можуть знадобитися подальші коригування для оптимізації процесу випаровування.

Найкращі методи очищення тигля

Щоб уникнути перехресного забруднення, рекомендується, щоб кожен тигель був призначений для нагрівання одного типу матеріалу. У той час як деякі органічні сполуки можна ретельно видалити за допомогою належного очищення, інші може бути важче усунути. Успіх очищення залежить від конкретної органічної сполуки та температури випалу.

Рекомендована процедура очищення:

• Замочіть тигель у 0.1 М розчині гідроксиду калію на 15-20 хвилин.
• Промити деіонізованою водою.
• Чистіть в ультразвуковій ванні з тонким порошковим миючим засобом (2 столові ложки, розчинені в 200 мл води) протягом 60 хвилин.
• Знову ретельно промийте деіонізованою водою.
• Занурте тигель в ацетон і очищуйте ультразвуком протягом 20 хвилин.
• Повторіть процес з ізопропанолом ще протягом 20 хвилин.
• Сушіть тигель при 70°C принаймні 40 хвилин або довше, якщо потрібно.

Крім того, нагрівання тигля до температур, що значно перевищують нормальну температуру випаровування органічних матеріалів, може забезпечити самоочищення шляхом спалювання залишків.

Спеціальні матеріали та рішення для тигля

Зв’яжіться з нами, щоб отримати індивідуальні рішення щодо спеціальної форми тигля, розміру пор, матеріалів або інших спеціальних вимог.