Syntheseaufbau

Chemische Gasphasensynthese (CVS)

Der CVS-Aufbau zur Synthese von Nanopartikeln ist modular, so dass einzelne Sektionen ausgetauscht werden können und an die jeweiligen Precursoren und Materialien angepasst werden können. Die Aufbauten können bei verschiedenen Drücken bis zu 1 mbar betrieben werden. Hierzu steht ein Pumpensystem zur Verfügung. Die Umwandlund der Precursore erfolgt in alle Fällen thermisch in einem der zur Verfügung stehenden Rohröfen .

Precursorzuführung

Je nach Aggregatzustand stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung den Precursor in die Dampfphase zu überführen:

  • Feste Substanzen können in einem Feststoffverdampfer unter Schutzatmosphäre bei Temperaturen bis zu 250 °C verdampft werden. Für Stoffe mit einem höheren Schmelz-/Siedepunkt können Rohröfen oder eine Induktionsspule verwendet werden.
  • Flüssige Precursoren können bei einem hohen Dampfdruck in einem Bubbler kontrolliert durch einen Massenflussregler direkt dem Reaktor zugeführt werden oder bei niedrigen Dampfdrücken in einem Bubbler erhitzt und mit einem inerten Trägergas dem Reaktor zugeführt werden. Weiterhin steht ein 2-Kanal Flüssigprecursor-Zuführungssystem (LPDS) zur Verfügung, das automatisch einen Precursorfluss über eine Pumpe an einen Verdampfer leitet, wo die Substanzen in die Gasphase überführt werden.
  • Gasförmige Substanzen können direkt aus den Gasflaschen über Massenflussregler dem System zugeführt werden.

Sammler

Die gebildeten Nanopartikel werden mittels Thermophorese vom Trägergasstrom separiert. Hierzu wird ein Thermogradient zwischen einer mit Wasser gekühlten und einer mit Quartzlampen erhitzten Wandung erzeugt. Es stehen verschiedene Sammler mit zwei verschiedene Geometrien zur Verfügung: Lineare und mäanderförmige Sammler.

Plasmapolymerisation

Für die Herstellung von organisch/anorganischen Kompositpartikeln besteht die Möglichkeit, hinter die thermische Reaktionszone eine Plasmazone zu setzen. In dieser wird ein Radiowellenplasma erzeugt, was über Elektronenstöße ein zugeführtes gasförmiges Monomer vernetzt. Die zuvor gebildeten Nanopartikel bilden dabei das Substrat für die Abscheidung des Polymers aus der Gasphase. Zur Erzeugung des Plasmas mit einer Frequenz von 13.56 MHz steht ein Plasmagenerator von Hüttinger Elektronik (PFG 1600-RF) mit passender Matchbox (PFM 3000A) zur Verfügung.

 

Spraypyrolyse

Vernebler

Partikelsammler