التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية

• يُعد التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية (USP) إحدى التقنيات المهمة لتخليق المواد النانوية وطلاء الركائز بطبقات رقيقة.
• يتيح الرش والتذرية بالموجات فوق الصوتية التحكم الكامل في العملية، مما ينتج عنه مخرجات متجانسة وعالية الجودة.
• يتفوق التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية على التقنيات التقليدية، مثل CVD، بفضل توزيعه المتجانس وكفاءته من حيث التكلفة.

التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية

التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية (USP) هو تقنية تخليق بسيطة باستخدام الهباء الجوي، تُستخدم على نطاق واسع لتخليق المواد النانوية مثل الأغشية الرقيقة أو الجسيمات النانوية. وبفضل سهولة تطبيقها, ومرونتها و كفاءتها من حيث التكلفة، تُعد طريقة USP بديلاً مهماً للترسيب الكيميائي من الطور البخاري (CVD). وغالباً ما تُحضَّر المواد الأولية للتحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية باستخدام طريقة السول–جل. ويمكن تعديل تركيب الجسيمات النانوية أو الغشاء المُخلَّق بسهولة من خلال تغيير معلمات المعالجة. ويمنحكم التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية تحكماً كاملاً في أهم معلمات العملية، مثل:

• سعة الموجات فوق الصوتية
• محلول المواد الأولية
• تركيب المواد الأولية/ لزوجتها
• معدل التدفق
• درجة حرارة الترسيب
• درجة حرارة الركيزة

وهذا يجعل التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية تقنية جديرة بالاهتمام لتصنيع جسيمات كثيفة و مسامية وطبقات طلاء رقيقة.

التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية لتخليق الجسيمات النانوية

عند تخليق الجسيمات النانوية بواسطة التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية، يمكن استخدام الأملاح العضوية وغير العضوية بوصفها مواد أولية لتحضير مساحيق نانوية معدنية وأكسيدية ومركبة. ويُذرَّى محلول المواد الأولية بالموجات فوق الصوتية قبل دخول ضباب القطيرات الدقيقة إلى الفرن، حيث يحدث التحلل الحراري للمادة.
يمكن تقسيم المساحيق المُخلَّقة بطريقة USP إلى ثلاث مجموعات:

1. المعادن، مثل Au, Ag, Co, Cu, Zn, Ni, Fe
2. الأكاسيد، مثل TiO₂, ZnO, Al₂O₃, RuO₂
3. مواد مركبة ذات بنية نواة–غلاف جزئية، مثل CuNi, FeCo, NiCo, RuO₂/TiO₂, La0.6Sr0.4CoO₃, C/LiFePO₄, Au/TiO₂, Ag/TiO₂

التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية لإنتاج طبقات طلاء رقيقة

يمكن إنتاج طلاء متعدد الطبقات بواسطة التحلل الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية، وهو ذو أهمية خاصة لتحضير أغشية متدرجة وظيفياً. ومن خلال تغيير محلول المواد الأولية، يمكن تعديل تركيب طبقة الطلاء الرقيقة ووظائفها بسهولة ودقة.