La deposición química en fase vapor por combustión (CCVD, por sus siglas en inglés) es un proceso químico mediante el cual se depositan recubrimientos de película delgada sobre sustratos en atmósfera abierta.
Historia
En la década de 1980 se realizaron los primeros intentos para mejorar la adhesión de los composites metal-plásticos en cerámicas dentales mediante la deposición por pirólisis de llama de dióxido de silicio (SiO₂ ) . [ 1 ] El proceso de silicoater derivado de estos estudios proporcionó un punto de partida para el desarrollo de los procesos CCVD. Este proceso se desarrolló continuamente y se encontraron nuevas aplicaciones para las capas de SiO₂ depositadas por pirólisis de llama . En ese momento, se acuñó el nombre de "Pyrosil" para estas capas. Estudios más recientes y en curso abordan la deposición de otros materiales ( véase más adelante ).
Principios y procedimiento
En el proceso CCVD, se añade un compuesto precursor, generalmente un compuesto organometálico o una sal metálica, al gas en combustión. La llama se mueve cerca de la superficie a recubrir. La alta energía dentro de la llama convierte los precursores en intermedios altamente reactivos, que reaccionan fácilmente con el sustrato, formando un depósito firmemente adherido. La microestructura y el espesor de la capa depositada se pueden controlar variando parámetros del proceso como la velocidad del sustrato o la llama, el número de pasadas, la temperatura del sustrato y la distancia entre la llama y el sustrato. CCVD puede producir recubrimientos con orientación desde preferencial hasta epitaxial , y puede producir capas conformes de menos de 10 nm de espesor. Por lo tanto, la técnica CCVD es un verdadero proceso de deposición de vapor para hacer recubrimientos de película delgada. [ 2 ] [ 3 ] El proceso de recubrimiento CCVD tiene la capacidad de depositar películas delgadas en atmósfera abierta [ 4 ] utilizando productos químicos precursores económicos en solución, lo que conduce a la fabricación continua en línea de producción. No requiere tratamiento posterior a la deposición, por ejemplo, recocido . El potencial de rendimiento es alto. Los recubrimientos pueden depositarse a temperaturas sustanciales; por ejemplo, se depositó alfa-alúmina sobre Ni-20Cr a temperaturas entre 1050 y 1125 °C. [ 5 ] Un artículo de revisión de 1999 resume los diversos recubrimientos de óxido que se habían depositado hasta la fecha , que incluían Al₂O₃ , Cr₂O₃ , SiO₂ , CeO₂ , algunos óxidos de espinela (MgAl₂O₄ , NiAl₂O₄ ) y zirconia estabilizada con itria ( YSZ). [ 6 ]
deposición química de vapor por combustión remota (r-CCVD)
La denominada deposición química en fase vapor por combustión remota es una nueva variante del proceso CCVD clásico. Si bien también utiliza llamas para depositar películas delgadas, este método se basa en otros mecanismos de reacción química y ofrece capacidades adicionales para la deposición de sistemas de capas que no son viables mediante CCVD, como por ejemplo el dióxido de titanio.
Aplicaciones
Ventajas y desventajas
- Rentable, en parte porque no se necesitan dispositivos para generar y mantener el vacío.
- Flexible en su uso gracias a sus diversas implementaciones.
- Menos materiales de capa en comparación con algunos métodos de baja presión, limitados principalmente a óxidos. Las excepciones son algunos metales preciosos como la plata, el oro y el platino.
- Limitado a materiales en capas, para los cuales se dispone de precursores adecuados; sin embargo, esto también se aplica a la mayoría de los metales.
Véase también
- deposición química de vapor
- Deposición de capas atómicas , una tecnología de recubrimiento más precisa y uniforme.
- Deposición física de vapor , la deposición de materiales a partir de vapor sin reacciones químicas.
- Deposición química en fase vapor asistida por plasma
Referencias
- ↑ Janda, R; Roulet, JF; Wulf, M; Tiller, HJ (2003). "Una nueva tecnología adhesiva para cerámicas integrales". Dental Materials . 19 (6): 567– 73. doi : 10.1016/s0109-5641(02)00106-9 . PMID 12837406 .
- ↑ US 4620988 , Garschke, Adelheid; Tiller, Hans-Jürgen y Gobel, Roland et al., "Aparato de recubrimiento por hidrólisis de llama, especialmente para prótesis dentales", publicado en 1986
- ↑ US 5652021 , Hunt, Andrew; Cochran, Joe y Carter, William Brent, "Deposición química en fase vapor por combustión de películas y recubrimientos", publicado en 1997.
- ↑ US 6013318 , Hunt, Andrew; Cochran, Joe y Carter, William Brent, "Método para la deposición química en fase vapor por combustión de películas y recubrimientos", publicado en 2000
- ↑ Kumar, Siva; Kelekanjeri, G.; Carter, WB; Hampikian, JM (2006). "Deposición de alfa-alúmina mediante deposición química de vapor por combustión". Thin Solid Films . 515 (4): 1905– 1911. Bibcode : 2006TSF...515.1905K . doi : 10.1016/j.tsf.2006.07.033 .
- ↑ Hampikian, JM; Carter, WB (1999). "La deposición química en fase vapor por combustión de materiales de alta temperatura". Materials Science and Engineering A . 267 (1): 7– 18. doi : 10.1016/S0921-5093(99)00067-2 .
- ↑ Valek, BC; Hampikian, JM (1997). "Películas delgadas de sílice aplicadas a la aleación Ni-20Cr mediante deposición química de vapor por combustión". Surface and Coatings Technology . 94–95 : 13–20 . doi : 10.1016/S0257-8972(97)00469-6 .
- ↑ Hendrick, MR; Hampikian, JM; Carter, WB (1998). "Recubrimientos de alúmina aplicados mediante CVD por combustión y sus efectos en la oxidación de un formador de cromia a base de níquel". Journal of the Electrochemical Society . 145 (11): 3986– 3994. doi : 10.1149/1.1838903 .
- ↑ Kuhn, S., Linke, R. y Hädrich, T. (2010). "Modificación de la superficie de vidrio caliente con alúmina mediante CVD por combustión". Surface and Coatings Technology . 205 (7): 2091– 2096. doi : 10.1016/j.surfcoat.2010.08.096 .
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- deposición química de vapor
- Recubrimientos
- deposición de película delgada