فتحة يموت الطلاءهي تقنية طلاء لتطبيق المحلول أو الملاط أو الأغشية الرقيقة المبثوقة على ركائز مسطحة عادة مثل الزجاج أو المعدن أو الورق أو القماش أو رقائق البلاستيك.
 |
 |
ينتج طلاء الفتحة أغشية رقيقة عبر معالجة المحلول. عادة ما يتم إذابة مادة الطلاء المطلوبة أو تعليقها في محلول سلائف أو ملاط (يشار إليه أحيانا باسم "الحبر") ويتم توصيله 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 ، بعرض قابل للتعديل اعتمادا على أبعاد مخرج فتحة القالب. من خلال التحكم عن كثب في معدل ترسب المحلول والسرعة النسبية للركيزة ، يوفر طلاء الفتحة بالقالب طلاءات مواد رقيقة بسماكات يمكن التحكم فيها بسهولة في حدود 10 نانومتر إلى 100 ميكرومتر بعد تبخر مذيب السلائف.
تشمل الفوائد الشائعة لعملية طلاء 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 بمجموعة عمل واسعة من سمك الطبقة وخصائص محلول السلائف مثل اختيار المواد واللزوجة ومحتوى المواد الصلبة.
التحكم في سمك الفيلم
طلاء الفتحة هو طريقة طلاء غير ملامسة ، حيث يتم عادة تثبيت قالب الفتحة فوق الركيزة على ارتفاع أعلى عدة مرات من سمك الفيلم الرطب المستهدف. ينتقل سائل الطلاء من فتحة القالب إلى الركيزة عبر جسر سائل يمتد عبر فجوة الهواء بين شفاه فتحة القالب 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 المطبقة ومعدل الطلاء المساحي. على عكس طرق الطلاء ذاتية القياس مثل طلاء الشفرة والقضيب ، لا يؤثر قالب الفتحة على سمك الطبقة المطلية الرطبة عبر أي شكل من أشكال الاتصال الجسدي المدمر أو الكشط. وبالتالي فإن ارتفاع فتحة القالب لا يحدد سمك الطبقة المطلية الرطبة. بدلا من ذلك ، يعد ارتفاع فتحة القالب مهما في تحديد جودة الفيلم المطلي ، لأنه يتحكم في المسافة التي يجب أن يقطعها الغضروف المفصلي للحفاظ على عملية طلاء مستقرة.
تشمل الفوائد الشائعة لعملية طلاء 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 بمجموعة عمل واسعة من سمك الطبقة وخصائص محلول السلائف مثل اختيار المواد واللزوجة ومحتوى المواد الصلبة.
التحكم في سمك الفيلمطلاء الفتحة هو طريقة طلاء غير ملامسة ، حيث يتم عادة تثبيت قالب الفتحة فوق الركيزة على ارتفاع أعلى عدة مرات من سمك الفيلم الرطب المستهدف. ينتقل سائل الطلاء من فتحة القالب إلى الركيزة عبر جسر سائل يمتد عبر فجوة الهواء بين شفاه فتحة القالب 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 المطبقة ومعدل الطلاء المساحي. على عكس طرق الطلاء ذاتية القياس مثل طلاء الشفرة والقضيب ، لا يؤثر قالب الفتحة على سمك الطبقة المطلية الرطبة عبر أي شكل من أشكال الاتصال الجسدي المدمر أو الكشط. وبالتالي فإن ارتفاع فتحة القالب لا يحدد سمك الطبقة المطلية الرطبة. بدلا من ذلك ، يعد ارتفاع فتحة القالب مهما في تحديد جودة الفيلم المطلي ، لأنه يتحكم في المسافة التي يجب أن يقطعها الغضروف المفصلي للحفاظ على عملية طلاء مستقرة.
أنظمة الطلاء الصناعية
تم تطوير طلاء الفتحة في الأصل للاستخدام الصناعي ولا يزال مطبقا بشكل أساسي في إعدادات نطاق الإنتاج. ويرجع ذلك إلى قدرتها على الإنتاج على نطاق واسع للأغشية الرقيقة والطلاء عالي القيمة بتكلفة تشغيل منخفضة من خلال تكامل خط 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 الرقائق المعدنية. على العكس من ذلك ، تم تصميم أنظمة من ورقة إلى ورقة لطلاء ومعالجة صفائح الركيزة الصلبة مثل الزجاج أو المعدن أو زجاج شبكي. من الممكن أيضا الجمع بين هذه الأنظمة مثل خطوط لفة إلى ورقة.
تم تطوير طلاء الفتحة في الأصل للاستخدام الصناعي ولا يزال مطبقا بشكل أساسي في إعدادات نطاق الإنتاج. ويرجع ذلك إلى قدرتها على الإنتاج على نطاق واسع للأغشية الرقيقة والطلاء عالي القيمة بتكلفة تشغيل منخفضة من خلال تكامل خط 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 الرقائق المعدنية. على العكس من ذلك ، تم تصميم أنظمة من ورقة إلى ورقة لطلاء ومعالجة صفائح الركيزة الصلبة مثل الزجاج أو المعدن أو زجاج شبكي. من الممكن أيضا الجمع بين هذه الأنظمة مثل خطوط لفة إلى ورقة.
عادة ما يتميز كل من الأنظمة الصناعية من لفة إلى لفة ومن ورقة إلى ورقة بفتحات في نطاق 300 إلى 1000 مم في عرض الطلاء ، على الرغم من أنه تم الإبلاغ عن قوالب فتحة 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 لفة إلى لفة عادة إنتاجية أعلى بسبب انخفاض تعقيد معالجة الركيزة.
التطبيقات الصناعية
تم تطوير طلاء الفتحة في الأصل للإنتاج التجاري للأفلام والأوراق الفوتوغرافية. في العقود العديدة الماضية ، أصبحت عملية حاسمة في إنتاج الأفلام اللاصقة ، والتعبئة المرنة ، والبقع الصيدلانية عبر الجلد والفم ، ولوحات LCD ، والمكثفات الخزفية متعددة الطبقات ، وبطاريات الليثيوم أيون وأكثر من ذلك.
تم تطوير طلاء الفتحة في الأصل للإنتاج التجاري للأفلام والأوراق الفوتوغرافية. في العقود العديدة الماضية ، أصبحت عملية حاسمة في إنتاج الأفلام اللاصقة ، والتعبئة المرنة ، والبقع الصيدلانية عبر الجلد والفم ، ولوحات LCD ، والمكثفات الخزفية متعددة الطبقات ، وبطاريات الليثيوم أيون وأكثر من ذلك.
التطبيقات البحثية
مع تزايد الاهتمام بإمكانات المواد النانوية وأجهزة الأغشية الرقيقة الوظيفية ، أصبح طلاء الفتحة يطبق 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 الفتحة بشكل ملحوظ في الأبحاث المتعلقة بالإلكترونات المرنة والمطبوعة والعضوية ، ولكنه يظل مناسبا في أي مجال يتطلب إنتاج غشاء رقيق قابل للتطوير.
مع تزايد الاهتمام بإمكانات المواد النانوية وأجهزة الأغشية الرقيقة الوظيفية ، أصبح طلاء الفتحة يطبق 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 الفتحة بشكل ملحوظ في الأبحاث المتعلقة بالإلكترونات المرنة والمطبوعة والعضوية ، ولكنه يظل مناسبا في أي مجال يتطلب إنتاج غشاء رقيق قابل للتطوير.
تتضمن أمثلة الأبحاث التي تم تمكينها بواسطة طلاء الفتحات ما يلي:
- الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة، لإنتاج طبقات نقل الإلكترونات، وطبقات نقل الثقوب، والطبقات النشطة ضوئيا، وطبقات التخميل
- بطاريات الحالة الصلبة والجيل التالي، لإنتاج الأقطاب الكهربائية ، والإلكتروليتات الصلبة ، والميمبرين الانتقائية للأيونات ، والطلاءات الواقية ، وطلاءات تعديل الواجهة
- خلايا الوقود والتحليل الكهربائي للماء، لإنتاج الشوارد والطلاء المحفز الكهربائي
- أسطح مرنة حساسة للمس، لإنتاج أفلام موصلة شفافة
- أجهزة OLED، لإنتاج طبقات نقل الإلكترونات، وطبقات نقل الثقوب، والطبقات الكهربية.
- التشخيصات المطبوعةوأجهزة الاستشعار الجزيئية ، لإنتاج طبقات نشطة وأغشية انتقائية للأيونات
- علم الموائع الدقيقةوأجهزة المختبر على رقاقة ، لإنتاج طلاء سطحي مسعور / محب للماء لتحسين تدفق السائل
- تنقية المياه، لإنتاج أغشية الترشيح النانوي
- التعبئة والتغليف الحيوي والقابلة للتحلل، لإنتاج رقائق حاجز متعددة الطبقات من مواد مستدامة
المحتويات الرئيسية مقتبسة منويكيبيديا