Spray Pyrolysis (AA-CVD) – Funktionale Dünnschichtabscheidung in einer geschlossenen Kammer

Unsere TechnologienProzesseAbscheidung und OberflächenbehandlungFlüssige Oberflächenabscheidung (SOL-GEL, Spruhen und beschichten, Galvanik – elektrolytische Abschidung, Eloxieren)

Technologien – Verfahren – Beschichtung und Oberflächenbehandlung – Nasschemische Oberflächenabscheidung (SOL-GEL, Spray- und Beschichtungsverfahren, Galvanoplastik, Galvanisierung, Anodisierung)

Spray-Pyrolyse ist ein Dünnschichtabscheidungsverfahren, bei dem eine Lösung mit chemischen Vorläuferstoffen (Präkursoren) auf ein erhitztes Substrat aufgesprüht wird.

Im Gegensatz zu den meisten akademischen oder industriellen Spray-Pyrolyse-Anlagen, die offen unter einem Abzug betrieben werden, arbeitet die Anlage von Materia Nova in einer „geschlossenen Kammer mit kontrollierter Atmosphäre". Diese Konfiguration ermöglicht eine präzise Steuerung der Präkursor-Injektion und der Abführung von Reaktionsrückständen, mit besserer Reproduzierbarkeit, Rückverfolgbarkeit und Sicherheit als bei einem offenen Aufbau.

Die Lösung wird zu feinen Tröpfchen zerstäubt und zum Substrat transportiert. Beim Kontakt mit der auf hohe Temperatur erhitzten Oberfläche (typischerweise zwischen 400 und 800 °C) zersetzen sich die Verbindungen und bilden eine feste, funktionale Beschichtung.

Verfahrensablauf

  • Zerstäubung einer Präkursorlösung
  • Transport der Tröpfchen zu einem erhitzten Substrat
  • Thermische Zersetzung und Schichtbildung
  • Abführung der Restgase

Der Prozess kann angepasst werden, um die Gleichmäßigkeit zu verbessern (z. B. durch elektrostatische Unterstützung).

Je nach angestrebter Anwendung ermöglichen unterschiedliche Sprühmodi die Herstellung dichter oder poröser Schichten, mit einem elektrostatischen Modus für eine verbesserte Gleichmäßigkeit (insbesondere im Rahmen des Projekts CLUED-O entwickelt).

 

 

Präkursoren und Materialien

Die Technologie ermöglicht die Verwendung einer breiten Palette von Präkursoren: Metallnitrate, Metallchloride, Alkoxide (z. B. Zr(OR)₄), metallorganische Komplexe.

Diese Flexibilität ermöglicht die Abscheidung zahlreicher funktionaler Oxide (ZrO₂, TiO₂ usw.).

Unsere Spray-Pyrolyse-Pilotanlage (AACVD) ermöglicht F&E-Entwicklungen und vorindustrielle Validierungen:

Wichtigste Merkmale:

  • Kammer mit kontrollierter Atmosphäre (derzeit im oxidativen Modus / Luftmodus betrieben)
  • Möglichkeit, mehrere Sprühdüsen parallel in der Kammer zu verwenden, wodurch flüssige Präkursoren, die sich nur schwer mischen lassen, gleichzeitig eingespritzt werden können
  • Erfassung und Behandlung der Abgase
  • Vollständig computergesteuerter Prozess
  • Substrate bis zum Format A4 (Glas, Quarz, Silizium-Wafer, Metalle)
  • Heizplatte bis ca. 500 °C

Diese Anlage ermöglicht ein Arbeiten unter reproduzierbaren und sicheren Bedingungen, geeignet für industrielle Entwicklungen.

Anwendungen

  • Funktionale Beschichtungen (optisch, Barriere, katalytisch)
  • Funktionale Verglasung: niedrig-emissive Schichten, transparente leitfähige Oxide (TCO)
  • Elektroden für Batterien oder Sensoren
  • Beschichtungen für Energieanwendungen (Photovoltaik, Wasserstoff, SOFC)
  • Korrosionsschutz und Hochtemperatur-Barriereschichten
  • Oberflächenschutz und -funktionalisierung
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