فتحة يموت طلاء هي تقنية طلاء لتطبيق المحلول أو الملاط أو الأغشية الرقيقة المبثوقة على ركائز مسطحة عادة مثل الزجاج أو المعدن أو الورق أو القماش أو الرقائق البلاستيكية.
 |
 |
ينتج طلاء القالب بالفتحة أغشية رقيقة عن طريق معالجة المحلول. عادة ما يتم إذابة مادة الطلاء المرغوبة أو تعليقها في محلول سلائف أو ملاط (يشار إليه أحيانا باسم "الحبر") ويتم تسليمها إلى سطح الركيزة من خلال رأس طلاء دقيق يعرف باسم قالب الفتحة. يحتوي قالب الفتحة على مخرج نسبة عرض إلى ارتفاع عالية يتحكم في التسليم النهائي لسائل الطلاء على الركيزة. ينتج عن هذا الإنتاج المستمر لطبقة عريضة من المواد المطلية على الركيزة ، مع عرض قابل للتعديل اعتمادا على أبعاد مخرج قالب الفتحة. من خلال التحكم عن كثب في معدل ترسيب المحلول والسرعة النسبية للركيزة ، يوفر طلاء القالب المصنوع من الفتحات طلاءات رقيقة من المواد بسماكات يمكن التحكم فيها بسهولة في حدود 10 نانومتر إلى 100 ميكرومتر بعد تبخر مذيب السلائف.
تشمل المزايا التي يتم الاستشهاد بها بشكل شائع لعملية طلاء القوالب ذات الفتحات التحكم في السماكة المقاسة مسبقا ، وآلية الطلاء غير الملامسة ، وكفاءة المواد العالية ، وقابلية التوسع في مناطق الطلاء وسرعات الإنتاجية ، والتوافق من لفة إلى لفة. تسمح العملية أيضا بنطاق عمل واسع من سماكة الطبقة وخصائص محلول السلائف مثل اختيار المواد واللزوجة ومحتوى المواد الصلبة.
التحكم في سمك الفيلم
طلاء الفتحة هو طريقة طلاء غير ملامسة ، حيث يتم تثبيت قالب الفتحة عادة فوق الركيزة على ارتفاع أعلى بعدة مرات من سمك الفيلم الرطب المستهدف. ينتقل سائل الطلاء من قالب الفتحة إلى الركيزة عبر جسر سائل يمتد على فجوة الهواء بين شفاه القالب الفتحة وسطح الركيزة. يشار إلى هذا الجسر السائل عادة باسم الغضروف المفصلي أو حبة الطلاء. يتم التحكم في سمك الطبقة المطلية الرطبة الناتجة عن طريق ضبط النسبة بين معدل المضخة الحجمية المطبق ومعدل الطلاء المساحي. على عكس طرق الطلاء ذاتية القياس مثل طلاء الشفرة والقضبان ، لا يؤثر قالب الفتحة على سمك الطبقة المطلية الرطبة عبر أي شكل من أشكال الاتصال الجسدي المدمر أو الكشط. وبالتالي ، فإن ارتفاع قالب الفتحة لا يحدد سمك الطبقة المطلية الرطبة. بدلا من ذلك ، يكون ارتفاع قالب الفتحة مهما في تحديد جودة الفيلم المطلي ، لأنه يتحكم في المسافة التي يجب أن يمتدها الغضروف المفصلي للحفاظ على عملية طلاء مستقرة.
تشمل المزايا التي يتم الاستشهاد بها بشكل شائع لعملية طلاء القوالب ذات الفتحات التحكم في السماكة المقاسة مسبقا ، وآلية الطلاء غير الملامسة ، وكفاءة المواد العالية ، وقابلية التوسع في مناطق الطلاء وسرعات الإنتاجية ، والتوافق من لفة إلى لفة. تسمح العملية أيضا بنطاق عمل واسع من سماكة الطبقة وخصائص محلول السلائف مثل اختيار المواد واللزوجة ومحتوى المواد الصلبة.
التحكم في سمك الفيلمطلاء الفتحة هو طريقة طلاء غير ملامسة ، حيث يتم تثبيت قالب الفتحة عادة فوق الركيزة على ارتفاع أعلى بعدة مرات من سمك الفيلم الرطب المستهدف. ينتقل سائل الطلاء من قالب الفتحة إلى الركيزة عبر جسر سائل يمتد على فجوة الهواء بين شفاه القالب الفتحة وسطح الركيزة. يشار إلى هذا الجسر السائل عادة باسم الغضروف المفصلي أو حبة الطلاء. يتم التحكم في سمك الطبقة المطلية الرطبة الناتجة عن طريق ضبط النسبة بين معدل المضخة الحجمية المطبق ومعدل الطلاء المساحي. على عكس طرق الطلاء ذاتية القياس مثل طلاء الشفرة والقضبان ، لا يؤثر قالب الفتحة على سمك الطبقة المطلية الرطبة عبر أي شكل من أشكال الاتصال الجسدي المدمر أو الكشط. وبالتالي ، فإن ارتفاع قالب الفتحة لا يحدد سمك الطبقة المطلية الرطبة. بدلا من ذلك ، يكون ارتفاع قالب الفتحة مهما في تحديد جودة الفيلم المطلي ، لأنه يتحكم في المسافة التي يجب أن يمتدها الغضروف المفصلي للحفاظ على عملية طلاء مستقرة.
أنظمة الطلاء الصناعية
تم تطوير طلاء القوالب ذات الفتحات في الأصل للاستخدام الصناعي ولا يزال مطبقا بشكل أساسي في إعدادات نطاق الإنتاج. ويرجع ذلك إلى قدرتها على إنتاج الأغشية والطلاءات الرقيقة عالية القيمة على نطاق واسع بتكلفة تشغيل منخفضة من خلال تكامل الخطوط من لفة إلى لفة ومن ورقة إلى ورقة. تتشابه أنظمة الطلاء من لفة إلى لفة ومن ورقة إلى ورقة في نيتها للإنتاج على نطاق واسع ، ولكنها تتميز عن بعضها البعض بالصلابة المادية للركائز التي تتعامل معها. تم تصميم أنظمة لفة إلى لفة لطلاء والتعامل مع لفات الركيزة المرنة مثل الورق أو القماش أو البلاستيك أو المعدن. على العكس من ذلك ، تم تصميم أنظمة الألواح إلى الصفيحة لطلاء والتعامل مع صفائح الركيزة الصلبة مثل الزجاج أو المعدن أو زجاج شبكي. من الممكن أيضا مجموعات من هذه الأنظمة مثل خطوط لفة إلى ورقة.
تم تطوير طلاء القوالب ذات الفتحات في الأصل للاستخدام الصناعي ولا يزال مطبقا بشكل أساسي في إعدادات نطاق الإنتاج. ويرجع ذلك إلى قدرتها على إنتاج الأغشية والطلاءات الرقيقة عالية القيمة على نطاق واسع بتكلفة تشغيل منخفضة من خلال تكامل الخطوط من لفة إلى لفة ومن ورقة إلى ورقة. تتشابه أنظمة الطلاء من لفة إلى لفة ومن ورقة إلى ورقة في نيتها للإنتاج على نطاق واسع ، ولكنها تتميز عن بعضها البعض بالصلابة المادية للركائز التي تتعامل معها. تم تصميم أنظمة لفة إلى لفة لطلاء والتعامل مع لفات الركيزة المرنة مثل الورق أو القماش أو البلاستيك أو المعدن. على العكس من ذلك ، تم تصميم أنظمة الألواح إلى الصفيحة لطلاء والتعامل مع صفائح الركيزة الصلبة مثل الزجاج أو المعدن أو زجاج شبكي. من الممكن أيضا مجموعات من هذه الأنظمة مثل خطوط لفة إلى ورقة.
عادة ما يتميز كل من أنظمة اللف إلى اللفة الصناعية ومن الألواح إلى الألواح بقوالب فتحات يتراوح من 300 إلى 1000 مم في عرض الطلاء ، على الرغم من الإبلاغ عن قوالب الفتحات التي يصل عرضها إلى 4000 مم. يزعم أن أنظمة قوالب الفتحات التجارية تعمل بسرعات تصل إلى عدة مئات من الأمتار المربعة في الدقيقة ، حيث توفر أنظمة اللف إلى اللفة عادة إنتاجية أعلى بسبب انخفاض تعقيد معالجة الركيزة.
التطبيقات الصناعية
تم تطوير طلاء القوالب ذات الفتحات في الأصل للإنتاج التجاري لأفلام وأوراق التصوير الفوتوغرافي. في العقود العديدة الماضية ، أصبحت عملية حاسمة في إنتاج الأفلام اللاصقة ، والتغليف المرن ، والبقع الصيدلانية عبر الجلد والفم ، ولوحات LCD ، والمكثفات الخزفية متعددة الطبقات ، وبطاريات الليثيوم أيون والمزيد.
تم تطوير طلاء القوالب ذات الفتحات في الأصل للإنتاج التجاري لأفلام وأوراق التصوير الفوتوغرافي. في العقود العديدة الماضية ، أصبحت عملية حاسمة في إنتاج الأفلام اللاصقة ، والتغليف المرن ، والبقع الصيدلانية عبر الجلد والفم ، ولوحات LCD ، والمكثفات الخزفية متعددة الطبقات ، وبطاريات الليثيوم أيون والمزيد.
تطبيقات البحث
مع الاهتمام المتزايد بإمكانيات المواد النانوية وأجهزة الأغشية الرقيقة الوظيفية ، أصبح طلاء القوالب الفتحية مطبقا بشكل متزايد في مجال أبحاث المواد. ويعزى ذلك في المقام الأول إلى المرونة والقدرة على التنبؤ والتكرار العالي للعملية ، فضلا عن قابليتها للتوسع وأصلها كتقنية صناعية مثبتة. تم استخدام طلاء القوالب ذات الفتحات بشكل ملحوظ في الأبحاث المتعلقة بالإلكترونيسك المرن والمطبوع والعضوي ، ولكنه يظل ذا صلة في أي مجال يتطلب فيه إنتاج الأغشية الرقيقة القابلة للتطوير.
مع الاهتمام المتزايد بإمكانيات المواد النانوية وأجهزة الأغشية الرقيقة الوظيفية ، أصبح طلاء القوالب الفتحية مطبقا بشكل متزايد في مجال أبحاث المواد. ويعزى ذلك في المقام الأول إلى المرونة والقدرة على التنبؤ والتكرار العالي للعملية ، فضلا عن قابليتها للتوسع وأصلها كتقنية صناعية مثبتة. تم استخدام طلاء القوالب ذات الفتحات بشكل ملحوظ في الأبحاث المتعلقة بالإلكترونيسك المرن والمطبوع والعضوي ، ولكنه يظل ذا صلة في أي مجال يتطلب فيه إنتاج الأغشية الرقيقة القابلة للتطوير.
تتضمن أمثلة الأبحاث التي تم تمكينها من خلال طلاء القوالب ذات الفتحات ما يلي:
- الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة، لإنتاج طبقات نقل الإلكترون ، وطبقات نقل الثقب ، والطبقات النشطة ضوئيا ، وطبقات التخميل
- بطاريات الحالة الصلبة والجيل التالي، لإنتاج أقطاب كهربائية ، إلكتروليتات صلبة ، ميماكينات انتقائية للأيونات ، طلاءات واقية ، وطلاء تعديل الواجهة
- خلايا الوقود والتحليل الكهربائي للمياه، لإنتاج الإلكتروليتات والطلاءات المحفزة الكهربائية.
- أسطح مرنة حساسة للمس، لإنتاج أفلام موصلة شفافة
- أجهزة OLED، لإنتاج طبقات نقل الإلكترون ، وطبقات نقل الثقب ، والطبقات الكهربائية.
- التشخيصات المطبوعة وأجهزة الاستشعار الجزيئية ، لإنتاج طبقات نشطة وأغشية انتقائية للأيونات
- الموائع الدقيقة وأجهزة المختبر على رقاقة ، لإنتاج طلاءات سطحية كارهة للماء / محبة للماء لتحسين تدفق السائل
- تنقية المياه، لإنتاج أغشية الترشيح النانوي
- عبوات حيوية وقابلة للتحلل، لإنتاج رقائق حاجز متعددة الطبقات من مواد مستدامة
المحتويات الرئيسية المذكورة منويكيبيديا