Ultraäänisuihkupyrolyysi

• Ultraäänisuihkupyrolyysi (USP) on yksi tärkeistä tekniikoista nanomateriaalien syntetisointiin ja substraattien pinnoittamiseen ohutkalvopinnoitteilla.
• Ultraäänisuihkutus ja sumutus mahdollistavat prosessin täydellisen hallinnan, jonka tuloksena saadaan tasalaatuinen ja korkealaatuinen tuotos.
• Ultraäänisuihkupyrolyysi on tasaisen jakautumisensa ja kustannustehokkuutensa ansiosta parempi kuin perinteiset tekniikat, kuten CVD.

Ultraäänisuihkupyrolyysi

Ultraäänisuihkupyrolyysi (USP) on yksinkertainen aerosolisynteesitekniikka, jota käytetään laajalti nanomateriaalien, kuten ohutkalvojen tai nanohiukkasten, syntetisointiin. Sen helpon toteutettavuuden, joustavuuden ja kustannustehokkuuden ansiosta USP-menetelmä on tärkeä vaihtoehto kemialliselle kaasufaasipinnoitukselle (CVD). Ultraäänisuihkupyrolyysin lähtöaineet valmistetaan usein sooli-geelimenetelmällä. Syntetisoitujen nanohiukkasten tai kalvon koostumusta voidaan helposti muokata muuttamalla prosessiparametreja. Ultraäänisuihkupyrolyysi antaa sinulle täydellisen hallinnan tärkeimpien prosessiparametrien osalta, kuten:

• ultraäänen amplitudi
• lähtöaineliuos
• lähtöaineen koostumus/viskositeetti
• tilavuusvirta
• pinnoituslämpötila
• substraatin lämpötila

Tämä tekee ultraäänisuihkupyrolyysistä kiinnostavan tekniikan, jolla voidaan valmistaa tiiviitä ja huokoisia hiukkasia ja ohutkalvopinnoitteita.

Ultraäänisuihkupyrolyysi nanohiukkasten syntetisointiin

Kun nanohiukkasia syntetisoidaan ultraäänisuihkupyrolyysillä, orgaanisia ja epäorgaanisia suoloja voidaan käyttää lähtöaineina metallisten, oksidisten ja komposiittinanopulverien valmistuksessa. Lähtöaineliuos sumutetaan ultraäänellä ennen kuin pienistä pisaroista koostuva sumu siirtyy uuniin, jossa materiaali hajoaa termisesti.
USP-menetelmällä syntetisoidut pulverit voidaan jakaa kolmeen ryhmään:

1. Metallit, esim. Au, Ag, Co, Cu, Zn, Ni, Fe
2. Oksidit, esim. TiO₂, ZnO, Al₂O₃, RuO₂
3. Komposiittimateriaalit, joissa on osittainen ydin–kuorirakenne, esim. CuNi, FeCo, NiCo, RuO₂/TiO₂, La0.6Sr0.4CoO₃, C/LiFePO₄, Au/TiO₂, Ag/TiO₂

Ultraäänisuihkupyrolyysi ohutkalvopinnoitteiden valmistukseen

Ultraäänisuihkupyrolyysillä voidaan valmistaa monikerrospinnoitteita, mikä on erityisen kiinnostavaa toiminnallisesti gradienttisten kalvojen valmistuksessa. Lähtöaineliuosta vaihtamalla ohutkalvopinnoitteen koostumusta ja toiminnallisia ominaisuuksia voidaan muokata helposti ja tarkasti.