Ultrazvuková sprejová pyrolýza

• Ultrazvuková sprejová pyrolýza (USP) je jednou z dôležitých techník syntézy nanomateriálov a nanášania tenkovrstvových povlakov na substráty.
• Ultrazvukové rozprašovanie a atomizácia umožňujú úplnú kontrolu nad procesom, čo vedie k homogénnym produktom vysokej kvality.
• Ultrazvuková sprejová pyrolýza prekonáva konvenčné techniky, napr. CVD, svojou homogénnou distribúciou a nákladovou efektívnosťou.

Ultrazvuková sprejová pyrolýza

Ultrazvuková sprejová pyrolýza (USP) je jednoduchá aerosólová syntetická technika široko používaná na syntézu nanomateriálov, ako sú tenké vrstvy alebo nanočastice. Vďaka svojej jednoduchej realizovateľnosti, flexibilite a nákladovej efektívnosti predstavuje metóda USP významnú alternatívu k chemickej depozícii z plynnej fázy (CVD). Prekurzory pre ultrazvukovú sprejovú pyrolýzu sa často pripravujú pomocou metódy sól–gél. Zloženie syntetizovaných nanočastíc alebo vrstvy možno ľahko upraviť zmenou procesných parametrov. Ultrazvuková sprejová pyrolýza vám poskytuje úplnú kontrolu nad najdôležitejšími procesnými parametrami, ako sú:

• amplitúda ultrazvuku
• roztok prekurzora
• zloženie/ viskozita prekurzora
• prietok
• teplota depozície
• teplota substrátu

Vďaka tomu je ultrazvuková sprejová pyrolýza zaujímavou technológiou na výrobu hutných a pórovitých častíc a tenkovrstvových povlakov.

Ultrazvuková sprejová pyrolýza na syntézu nanočastíc

Pri syntéze nanočastíc pomocou ultrazvukovej sprejovej pyrolýzy možno ako prekurzory na prípravu kovových, oxidových a kompozitných nanopráškov použiť organické aj anorganické soli. Roztok prekurzora sa ultrazvukovo atomizuje skôr, ako hmla tvorená jemnými kvapôčkami vstúpi do pece, kde dochádza k tepelnému rozkladu materiálu.
Prášky syntetizované metódou USP možno rozdeliť do troch skupín:

1. Kovy, napr. Au, Ag, Co, Cu, Zn, Ni, Fe
2. Oxidy, napr. TiO₂, ZnO, Al₂O₃, RuO₂
3. Kompozitné materiály s čiastočnou štruktúrou typu jadro–obal, napr. CuNi, FeCo, NiCo, RuO₂/TiO₂, La0.6Sr0.4CoO₃, C/LiFePO₄, Au/TiO₂, Ag/TiO₂

Ultrazvuková sprejová pyrolýza na tvorbu tenkovrstvových povlakov

Pomocou ultrazvukovej sprejovej pyrolýzy možno vytvárať viacvrstvové povlaky, čo je obzvlášť zaujímavé pri príprave funkčne gradientných vrstiev. Zmenou roztoku prekurzora možno jednoducho a presne upraviť zloženie a funkčné vlastnosti tenkovrstvového povlaku.