逆昇華は、変更が最初に液体になることなく、固体の状態発熱性ガスから発生した熱力学的プロセスです。これは、回帰昇華、昇華、または堆積の名前でも知られています。後者は学校や百科事典のテキストで最も使用されています。
ガス状粒子（原子または分子）は、環境に熱を放出することによってエネルギーを失う必要があるため、逆昇華は発熱プロセスであると言われています。結晶を形成し、固化し、または表面上で凍結するのに十分に冷却するような方法で。
逆昇華は、結晶が気相から直接堆積するのに十分な低温の表面がある場合に発生します。出典：Pixabay。
「堆積」という言葉は（「堆積」ではなく）、粒子が気相から堆積し、受容表面を濡らさないことを意味します。これが、逆昇華現象が氷のような物体でよく見られる理由です。葉や冬の風景に霜が付いているなど。
このような堆積は、結晶の薄層によって検出されることがよくあります。見かけの粉末や粘土で作ることもできます。このプロセスを制御することにより、新しい多層材料を設計できます。各層は、化学的または物理的プロセスによって堆積された特定の固体で構成されます。
逆昇華の概念
その名前だけが示すように、逆昇華は昇華とは逆の現象です。蒸発する固体から始まるのではなく、凝固または凍結するガスから始まります。
分子的に推論すると、ガスが凝縮することさえないところまでガスが冷めることができるのは驚くべきことです。つまり、液体状態になります。
表面の役割
非常に無秩序で拡散したガスは、突然その粒子を再配置し、それ自体を固体として確立します（その外観に関係なく）。
ガス粒子を受け取り、それらを集中させてエネルギーを失いながら互いに相互作用するサポートが必要なため、これだけでは動力学および熱力学的に困難になります。つまり、温度が下がっている間です。これは、ガスにさらされた表面が関与する場所であり、サポートおよび熱交換器として機能します。
ガス粒子は、より低温または氷の表面と熱交換するため、速度が低下し、最初の結晶核が少しずつ形成されます。これらの原子核には、周囲のガスよりも低温で、他の粒子が堆積し始め、それらの粒子が構造に組み込まれます。
このプロセスの最終結果は、結晶または固体の層が最終的に表面に形成されることです。
条項
逆昇華が発生するためには、通常、次の2つの条件のいずれかが発生する必要があります。ガスと接触する表面の温度は、氷点下でなければなりません。または、ガスは、表面に触れるとすぐに、目標の安定性を乱すときに堆積するように、過冷却する必要があります。
一方、ガスが高温の場合にも堆積が発生する可能性があります。表面が十分に冷たい場合、ガスの高温が突然表面に伝わり、その粒子が表面の構造に順応するようになります。
実際、表面が共有結合的に（または金属的に）堆積したガス状粒子との反応に直接関与するため、表面を冷たくする必要がない方法もあります。
テクノロジー業界では、この原理から機能する方法論が広く使用されており、燃焼による化学蒸着と呼ばれています。
逆昇華の例
花嫁に扮したビール
ビールが冷えていて、冷蔵庫から取り出したときに瓶のガラスが白く覆われている場合、花嫁の格好をしていると言われています。
ビール瓶は、水蒸気H 2 Oの分子が衝突してエネルギーを急速に失うために必要な表面積を提供します。ガラスが黒の場合は、どこからともなく白く変わることに気づくでしょう。メッセージを書いたり、絵を描いたりするには、指の爪でそれをはがすことができます。
時々、環境からの湿度の沈着により、ビールが白い霜で覆われているように見えます。しかし、効果は長続きしません。なぜなら、数分が経過するにつれて、それを保持してそれを飲む人の手を凝縮し、湿らせるからです。
霜
ビールの壁と同様に、一部の冷蔵庫の内壁には霜が付着しています。同様に、氷の結晶のこれらの層は、地上レベルで自然に観察されます。雪のように空から落ちることはありません。
過冷却された水蒸気は、葉、木、草などの表面に衝突し、それらに熱を与えて、それらを冷却して定着させることができ、それらの特徴的で放射結晶パターンで現れます。
物理的沈着
これまで、水の話がありました。しかし、他の物質や化合物はどうですか？たとえば、チャンバー内にガス状の金の粒子があり、冷たくて耐性のある物体が導入されると、その上に金の層が堆積します。同じことが他の金属や化合物でも起こりますが、圧力や真空度を上げる必要がない限りです。
これまで説明してきたのは物理的堆積と呼ばれる方法であり、材料業界では特定の部品に金属コーティングを作成するために使用されています。ここで問題は、非常に高い温度が必要なため、高エネルギー消費なしで気体の金原子を取得する方法にあります。
そこには真空が入っており、固体から気体への通過（昇華）、および電子ビームの使用を容易にします。
物理的な堆積の例として、煙突の壁のすすがよく挙げられます。ただし、既に固体状態で煙中に浮遊している非常に細かい炭素粒子は、状態が変化することなく沈降するだけです。これは壁の黒化につながります。
化学沈着
ガスと表面の間に化学反応がある場合、それは化学堆積です。この技術は、半導体の合成、TiO 2の殺菌層と光触媒層によるポリマーのコーティング、またはZrO 2でコーティングして機械的保護材料を提供する場合に一般的です。
化学蒸着により、ダイヤモンド、タングステン、テルライド、窒化物、炭化物、シリコン、グラフェン、カーボンナノチューブなどの表面を形成することができます。
堆積されるM原子を持ち、熱分解の影響を受けやすい化合物は、表面構造にMを生成し、永久的に結合するようになります。
これが有機金属試薬が通常使用される理由です。分解されると、金属原子を直接入手する必要なく、金属原子を放棄します。つまり、金属金を使用する必要はなく、目的の金の「めっき」を作成するために金の錯体を使用する必要があります。
逆昇華または堆積の最初の概念が、技術的応用に従ってどのように進化していくかに注意してください。
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンレー。（2008）。化学 （第8版）。CENGAGEラーニング。
- マリア・エステラ・ラフィノ。（2019年11月12日）。昇華を逆にします。回収元：concept.de
- ウィキペディア。（2019）。堆積（相転移）。から回復：en.wikipedia.org
- ヘルメンスティン、アンマリー、Ph.D。（2019年1月13日）。化学における沈着の定義。から回復：thoughtco.com
- マレスキー、マロリー。（2019年12月6日）。沈着と昇華の違い。sciencing.com。回収元：sciencing.com
- 例の百科事典（2019）。堆積 回収元：examples.co