Nhiệt phân phun siêu âm

• Nhiệt phân phun siêu âm (USP) là một trong những kỹ thuật quan trọng để tổng hợp vật liệu nano và phủ các lớp màng mỏng lên đế.
• Phun và tạo sương bằng siêu âm cho phép kiểm soát toàn bộ quá trình, tạo ra sản phẩm đồng nhất, chất lượng cao.
• Nhiệt phân phun siêu âm vượt trội hơn các kỹ thuật thông thường, ví dụ như CVD, nhờ khả năng phân bố đồng nhất và hiệu quả chi phí.

Nhiệt phân phun siêu âm

Nhiệt phân phun siêu âm (USP) là một kỹ thuật tổng hợp bằng sol khí đơn giản, được sử dụng rộng rãi để tổng hợp các vật liệu nano như màng mỏng hoặc hạt nano. Nhờ tính dễ thực hiện, tính linh hoạt và hiệu quả chi phí, phương pháp USP là một lựa chọn thay thế quan trọng cho phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD). Các tiền chất cho nhiệt phân phun siêu âm thường được chuẩn bị thông qua phương pháp sol-gel. Thành phần của các hạt nano hoặc màng được tổng hợp có thể dễ dàng được điều chỉnh bằng cách thay đổi các thông số xử lý. Nhiệt phân phun siêu âm cho phép bạn kiểm soát hoàn toàn các thông số quá trình quan trọng nhất như:

• biên độ siêu âm
• dung dịch tiền chất
• thành phần/ độ nhớt của tiền chất
• lưu lượng
• nhiệt độ lắng đọng
• nhiệt độ đế

Điều này khiến nhiệt phân phun siêu âm trở thành một công nghệ đáng quan tâm để sản xuất các cấu trúc đặc và xốp dưới dạng hạt và lớp phủ màng mỏng.

Nhiệt phân phun siêu âm để tổng hợp hạt nano

Khi tổng hợp hạt nano bằng nhiệt phân phun siêu âm, có thể sử dụng các muối hữu cơ và vô cơ làm tiền chất để điều chế bột nano kim loại, oxit và compozit. Dung dịch tiền chất được tạo sương bằng siêu âm trước khi màn sương gồm các giọt nhỏ mịn đi vào lò, nơi diễn ra sự phân hủy nhiệt của vật liệu.
Bột được tổng hợp bằng USP có thể được chia thành ba nhóm:

1. Kim loại, ví dụ: Au, Ag, Co, Cu, Zn, Ni, Fe
2. Oxit, ví dụ: TiO₂, ZnO, Al₂O₃, RuO₂
3. Vật liệu compozit có cấu trúc lõi–vỏ một phần, ví dụ: CuNi, FeCo, NiCo, RuO₂/TiO₂, La0.6Sr0.4CoO₃, C/LiFePO₄, Au/TiO₂, Ag/TiO₂

Nhiệt phân phun siêu âm để tạo lớp phủ màng mỏng

Có thể tạo lớp phủ nhiều lớp bằng nhiệt phân phun siêu âm, điều này đặc biệt đáng quan tâm đối với việc chế tạo các màng có tính chất chức năng biến thiên theo chiều dày. Bằng cách thay đổi dung dịch tiền chất, có thể điều chỉnh thành phần và các tính năng của lớp phủ màng mỏng một cách dễ dàng và chính xác.