Vad är superkritisk Drying?

May 10

När ett ämne torkas via normala metoder för att applicera värme och tryck vid en ändlig hastighet, passerar ämnet genom vätske gasbarriären, där mängden kapillär stressen förändras, vilket gör att ämnet tömma. Denna torkningsprocessen påverkar den totala ytspänningen av ämnet, vilket orsakar känsliga strukturer för att bryta eller degenererad. För att undvika detta problem, det finns överkritisk torkning, som torkar ett ämne via hög värme och tryck, och går runt vätske gasen gränsen istället för att flytta genom den. Densiteten av vätskan och gas är lika och, molekylärt, är det ingen skillnad mellan de två. Superkritisk torkning kan användas med superkritiska fluider, och det finns flera olika torkmetoder.

Den normala torkningsprocessen involverar användning av medium värme eller tryck och är bra när det tillämpas på substanser såsom vatten, som inte lätt bryts. Vissa ämnen eller anordningar - som mikroelektromekaniska enheter som har liten maskin - upplev en obalans under denna torkningsprocess eftersom när ytspänningen av vätske ändringar en gas, drar den mot strukturen av ämnet. I känsliga strukturer, detta drar kan skapa problem.

För att komma runt denna yta spänning fråga, är superkritisk torkning en metod som kjolar vätske gasen gränsen och påverkar inte ämnets kapillär stress. Kapillär stress är utrymmet mellan ämnets porer och, när vätskan blir en gas på normalt sätt, orsakar kapillär stressen ämnet att kollapsa. För att göra detta, är en superkritisk vätska krävs. Dessa vätskor ser ut vätskor men kan expandera och komprimera som gaser; de är också i stånd att lösa upp andra ämnen. Förberedelse dessa vätskor innebär mätt porerna med ett organiskt lösningsmedel.

Det finns flera sätt att utföra kritisk torkning. I hög-tryck och hög-temperatur-metoden, är en tryckkammare fylld med den superkritiska fluiden och det organiska lösningsmedel i vilket den superkritiska fluiden nedsänktes. Ämnet är sedan snabbt utsätts för värme och tryck som går utöver dess kritiska gränsen, vilket gör att vätskan att ändra till en gas där kapillär stressen bibehålls.

Medan högtrycks och hög temperatur metod är det vanligaste sättet att utföra kritisk torkning, det finns en låg temperatur metoden; denna metod är säkrare, eftersom den andra en kan vara explosiv, och vissa ämnen kan inte hantera höga tryck och värme. I stället för ett organiskt lösningsmedel, används koldioxid, eftersom den är supercritically heras vid en låg temperatur. Superkritisk torkning med denna metod är inte alltid framgångsrika, eftersom vissa fluider kommer att reagera med koldioxid för att skapa metallkarbonater.