parte 1 Flashcards
O que é uma superficie
é a fornteira entre duas fases sendo uma gasosa
o que é um interface
é o mesmo que uma superficie mas sem restrição sobre estados fisicos
existe a interface G-G?
não, isso é uma mistura
O que é a tensão superficieal
tensão sentida na interface etre dois fluidos ou um fluido e um solido
na superficie de um corpo existem…..
ligações interronpidas
T or F- na superficie de um corpo as propriedades são as mesma que no interior deste?
False
Nas superficies existe um excesso de energia ?
Sim
Na superficies os átomos e moleculas estão em equilibrio?
Não, estão num equiibrio dinamico
A tensão superficial no quadrado de tensões é dado por
dW = tensão dA
NO quadrado com parede móvel a dA = ….
dA = 2b dx
tensao de superficie depende de
temperatura, pressão, composição do liquido
Numa tina de água a densidade perpendicularmente à superficie varia de que modo?
as molecuilas de água evaporam,logo ao longo da superficie verificamos uma redução da densidade
Porque é que os sistemas tendem a formar gotas esféricas
porque nas superficies existe um excesso de energia devido às ligações interrronpidas. e esta tensão é energéticamente desfavorável logo é necessário reduzir a área de superficie. Isto e possivel fazer esfericamente
O material com maior ten~sao superficial é a————
água
porque é que água tem elevada tensão superficial?
porque é uma molecula polar que faz pontes de H
A tensão de superfcice da água reduz com a tempertura?
sim
A curvatura de um superfcide depende da pressão?
sim
Tensão de superficie metodos de medição nomes:
anel dunowey
placa de wilhelmy
peso da gota
descreve o processo do método do peso da gota
uma gota é projetada e fotografada, sendo a sua curvatura utilizada para detrminatar a tensãao pela equação de young laplace
descrever o método de whilhelmy
placa de um material altamente poroso introduzida numa superfice com o liquido a estudar. Este método baseia-s na força que a placa sente e no angulo de conctacto entre liquido e placa. ANGULO DE CONTACTO
descrever o anel de Dunowy
este método implica colocar um anel sobre uma tina do líquido a estudar. e mediar as variações na força em intencidade e direção sentida no anel. Tem um gráfico associado. Ver gráfico da pagina 3.
no método de anel de dunoy a media da tensão superficial baseia-se na força média
não, baseia-se na força máxiam
adesão definição
interação entre moleculas de tipos diferentes
coesão definição
agragação de moleculas do mesmo tipo
tipos de adesºão
mecanica, quimica, dispersiva, difusiva, eletrostatica
a adsorção fisica é um tipo de coesão?
não, é um tipo de adesão disperciva
quando a agua molha um material são estabelidads
fortes forças de adeção
quando a agua s eespalha por a superfici de um vidro o que acontece?
as ligações S-G são substituidas por umas mais energéticamnet melhors( menos energéticas)
O coeficiente mede
se o líquido se espalha ou não
S>0 então
o liquido espalha-se pois : a tensão SG é superior à soma das LS e LG
se S<0 então
o líquido não se espalha pois as tensões de S-G são inferiores à soma das outras duas
Se o angulo de contacto de uma gota num superficie é maior que noventa então__________, se é inferior então_____________.
a superficie é hidrofóbica, a superficei é hidrofilica
qual o impacto que sujidade de uma superficie pode ter na hidrofilidade de uma superficie
pode aftetar concideravelmente o angulo de conacto
pela equação de young das tensões podemos determinar o intervalo do angulo de conacto. quais são as condições a estudar?
SG-SL>0 ———————–high molhamento
SG-SL >LG theta = 0 —-complte molhamento
SG-SL <0 ———————- molhamento baixo
SG-SL —————————molhamno nulo
porque é que a forma dos meniscos de um liquido num capilar são diferentes
a forma dos meniscos está relacionada com a adeção e coesão. um liquido com elevadas forças de adesão (água) terá um menisco que resulata na subida de água. Um com elevadas froças de coesao ( mercurio) vai ter o oposto.
na priferia do mesnisco as moleculas de agua estão sobre o efeito de tensões superficiais. esta é contrabalançada com as forças de adesão da água com o vidro—– agaua sobe
foto dos meniscos na página 5.
memorize her
na depressão num capilar o valor de h é_____-
menor que zeor
superficies autolimpantes são superficies com :
dioxido de titanio e recurso à fotocatálise
a função de adsorção é
o numeor de moleculas adsorvidas pela unidade de área
a função de adsorção depende da
T e P
tipos de adsorção
quimica e fisica
Propriedades da fisica
forças fracas - van der walls pequena energia de activação adsorvato é livre estrutura molecular do soilido noa varia equilibrio rapido de estabelcer reduçao em pressoa resulta em desadsorção
quimica propriedades
interação de curta distancia
energia superior á fisica
formação de ligações — covalentes
imovel e não difunde
envolve a rotura de ligações moleculares
not fácil de removel
desadsorção acompanhada de reações quimicaas
a oxidação de um metal é um tipo de ____________-.
adsorção quimica
quanto mais tempo uma partiula passa na superficie menor é a força atratiava emtre estas
não, quanto maior for o tempo de residencia maior sejá a força atrativa entre superficie e particual
quanto maior for o calor de adsorção maior é o tempo de residencia?
sim
o fator de acomodação é
a = T3-T1/T2-T1
é uma medidad da energia trocada enrer a molécula e a superficie antes de a deixar
na formula do fator de acomodação T3, T2 e T1 representam respetivamente____________.
temperatura da molecula pos o impacto,
temperatura da superficie
tempo da molecula antes do impacto
numa reação elastic, no fator de acomodação__________
T3 = T1 e a = 0
no fator de acomodação, se as moleculas ficam muito tempo na superfice então
T2 = T3 e a = 1
descrever os processos de adsorção
priemiro ocorre difusão para a superficei, depois migração para o interior dos poros do adsorvente e finalmente criação de uma monocamda de adsorvato
o volume do gas advovido é uma função de_______________________
P, T, massa do adsorvente, interação entre o adsorvente e adsorvato
a adsorção fisica adsorve menos que a quimica
false
Tipos de isotermicas 7
- linear
- freundlich
- langmuir
- sigmoidal
- BET
- alta afinidade
- de patamar
sobre a isotermica freundlich
para superficies heterogenias
ha adsorção primeiro nas zonas de maior afinidade
há repulsoa entre moleculas adsorvidas
isotermica de langmuir
há a formação de uma monocamadda completa
L e G
em materiais porosos
isotermica sigmoidal
- adsorção é facilidata por efitos de cooperação - ineração com as moleculas vizinhas
- acorre condensação lateral (adsorvenete homogénio e planar)
isotermica BET
para gases
primeira concavidade é relatiava à primeria camada
P e T aumentam a deposição de camdads
formação de filmesm para elevadas concentrações
isotermica de afinidade
não sobram moleculas para adsorver
liquido ou gasoso
isotermicasde patamar
para materias porosos
1º patamar é uma camdaa
o segundo paratamar é o enchimentos dos poros
sabeer gráficos de cada uma das isotermcas de adsorção
dio it
meiddade de porosidade
area de superficie
volume dos poros
volume especifico dos poros
porosidade
tamanho dos poros
microporos ( até 2 nm )
mesoporos ( 2 nm a 50nm)
macroporos ( de 50nm)
Suposições do modelo de Langumuir
superficie homohénia - todos os locais de adsorção sao iguais energeticamnte
adsorção em monocamda
moleculas adsorvidas nao interagem entre si
Hipotes do modelo de Langmuitr
a superficie de adsorção posssui um n fixo de centros de adsorção
o equilibrio entre G e S é dinamico
cada centro é ocupado por apenas uma moleculas
o calor ou energia de adsorção é igual para todas as moleculas
não há interação entre as moleculas de centros diferentes
a velociade de ocupação do centro é igual ´a de ocupação no equilibrio ( va = vd )
va e vd
va = kaPN(1-O) vd = kbPNO
contante de langmuir
k = ka/kb
a percentagem de centros ocupados no modelo de langmuir
o = Volume dos centros ocupaods/V de toda a superficie ocupada ( mononcamda )
Bet é ____________
a extenºão da teorio de langmuir
monocamadas numa superficie são uma indicação de______–
adsorção fisica
As suposições do modelo BET
moleculas gasosas adsorvem em camadas infintamente
não há interagºao entre as moleculas adsorvida
area efetiva de BET
Abet = Nm *Na * Am
Nm - n de mols da monocamada
Am- area ocipada por uma molecula
fenomenos associados à adsorção em solidos
preenchimento dos poros
deposição de uma monocamda
depoisção de multicamadas
condensação de gas nos pros
utilidade da modificação em superficies
reduzir fricção e desgaste
aumentar biocompatibilidade
sensores e dispositivos eletronicos
os polimeros podem
ser adsorvidos e mantem-se aderidos
um exemplo de um polimetros
polielectrolitos
como é feita a adsorção de polielectrolitos
adsorção de uma camada positiva num superficie negativa e sucessiva adsorção de uma camada negativa and so on
a polimerização de uma superficie é um proceso de adsorção quimica ou fisica
quimica
ua formação de uma molecula de polieletrolitos depende da concenytração de sal how
elavada concentração de sal resulta em coils mais desorganizados
baixa concentração resulata em coils menos desoganizdos. more solft
definição de wet and dry etching
dry etching é a erosão de uma superficie por via de moleculas de gás
wet etching +e a erosão por elementos quimicosQ
what does it mena when etching is isotropic
its mens that erosin is grteater in one particular direction
dry etching tecnics
ion beam etching ion etching reactive ionn beam etching reactive ion ecthing plasma etching
plasma etching envolves
physical and chemical etchoing with free radical suported by ions
good selectivity
ion beam etching characteristics
physical
ions acelerated towards substrate
anisotropica
poor selectivity
ion etching properties
physical. inert ions paslams susbtrate in contact with plama anisotropic poor selectivity
reactieve ion beam ecthing has low or hight selectivity
low
Camaras de vácuo - coisas que dificultam o vacuo
permeação difusção deasdsorção das paraede vaporizações fugas
propriedades das camaras de vacuo
inertes low permeability bakeable resistencia mecanica easy to maquinar low vapor pressure
propriedades das camaras de vacuo
inertes low permeability bakeable resistencia mecanica easy to maquinar low vapor pressure
metais mai adquados para camaras de vacuo
AL and alloys
nickel
cobre
stainless steel
tipos de o-rings
black or shiny, and brown or dull
black is for low vacuum and with grease
brown is for hight vacuum and without grease
nas camara s de vacuo as ceramicas são utilizadas para____________________.
revestimento de fios eletricos pois soa facilmente limpos e desgasificados e tem resistencia mecanica
3 tipos de bombas de vaccum
compressão e expelir de gás - mecanicas
indicar um direção preferencial dass particulas- difusiva
captura-getters,,criogenicas
Para selecionar uma bomba de vaccuo temos de ter em conta a
pressão minima intervalo de pressao tempertaura velociadade de bombeamento sleletiviade ´tipo de gas residual
~what is physical vapor depositipn
film is created by atoms directly transported from the source to the surface in a gas phase
what is cvd
creação de um film devido a uma reação quimicaa no subtrato
evoração termica pvd processo
- colocação do maetrail a evaporar no boat( container )
- container é aquecido devido a uma corrente que apasas num fiu qu e está em conctato com o contentor
- material evapora~
- parteal condensa no substato e é adsorvido
evaporação termica pvd envolve que tipo de vacucum
HV
na evaoração pvd pode ocorrer o quê =?
contaminação do film devido à evaporação do contentor
vantagens da evaporação termica de pdv
elevada velocidade de deposição´ poucos danos no substrato poucos gases residuais na camara o subtrato nao é aquecido barato
desvantgesn da evaporação terma pvd
dificil de controlar
low step coverage
pouca uniformidade
nota um mechanical shutter é necessário para a evapooração por pvd
para desligar e ligar a fonte de calor
evaporçaõ por e-beam procedimento
e gun dispara e que sao redirecionados para o material a evaporar por um campo magnetico. tem muito pouca contaminação expensive hight T faster more complex than thermal veporation
esplicar oo problema de esquiometria da evaporação
cada material num evaporato tem difentes T e P de evaporação logo, componentes difentes demoram tempos diferentes a depositar assim para uma razao estaquiometrica definida no evaporato pode verificar-se uma difernerte no subtrato
solução ao porbelma de estaquiometria
co-evaporação- dois sistemas de evaporação para difentes materias
definição de plasmas
um plasma é o quarto estado de materia e evolve um gás quasi neutro composto por particulas ,onde as inteações entre as cargas )ioes e e) é minima
o percurso de uma particula num plasma é suavisado devido
à presença de campos eletrcios de cada particula e dos eletrodos que se sobrepoee todos
a equação de shaha-langmuir faz o que
descreve o grau de ionização num gas neutro em eq termico
num plasma a T é isually
1ev
num plasma em euqilirio
Te = Tionizaºão = Tgas = Tde radiação = T excitação
Plasma de equilibrio loacl
equilibrio em regiões com extensão da ordem do livre percurso médio
arcos
pressoes baixas
plasmas frius
t = 10^4K e baxia pressã
nao se atinge o equilibrio
ma = -eE
yes
as particulaas responsaveis pela quantetização das oscilações são os
plasmoes
o tempo que um e demora a responder a uma altreação /perturbaç
ão é igaul a
ao tempo que demora a percorrer um comprimento de debyeq
nos plasmas o catodo é o eletrodo ____
negativo
o compriemnto de debye é
disnatcia abaouixo da qual uma pequana perturbação pode afetar o plama
nos plasmas o efeito de blindagem é total except-…….
na esfra de debye
dentro da esfera de debye a neutralidade é violada?
im
processos de sobrevivencia de um plasma
balanço dos processo de criação e neutralização de cargas
depende da contribuição de energia do sistema
Zonas de descarga luminosa impormates
escuras
- aston
- crooke
- fraday
- anodica
luminoas
- catodica
- negativa
- coluna positiva
- anodica
Luminosidade catodica
ioes incidentes de desgara e ioes produidos no catodo sao neutralizados e ocorre emissão de radiação dependendo do gas e do material do catodo
catodica
e secundarios ionizam os atomos do gas neutro
aceleração das cargas para os respetios eletrodos
a zona de coluna positiva existe porque
a velocidade de mobilidade das cargas é difernete
regiao negtaiva
baixo campo E
pouca acelreação,
e pouco energerticos
excitação
esspaço escuro de faraday
e- já nao têm energia
na zona positiva os eletroes volatam a ser acelardos para os catodos?
sim
Regimes tipo diaodo -Townsend
tensao aplicada pequena e corrente pequn flui devido à acamolação de pqeunas ccargars nos eletrodos.
toda a carga está em movimento logo a corrente é quase constante
apos townsend há
um aumento brusco da corrrente
depois da decarga brusca de rownsend o palsma é auto sustentavel e entramos o regime
norma
Na luminosidade normal
o plasma cobre a superficie dos eletrodos negativos
cobertura completa resilta numa corremte uniforme
luminosidade anomala
corrente aumenta com uma forte realão com a tensão
com base na emissão secundaria e na ionização do gas
descarga autosusrentada
regime mais utilizado para pulverização catodica
Descaraga em arco
emissiao secundaria mais emissao termionica e a tensão é limitada por impedancia de saida da fontepara os valores de i ELEVEADOS
