Experimental and computational investigation of transport phenomena in initiated chemical vapor deposition (iCVD) process
Başlatılmış kimyasal buhar biriktirme prosesinde taşınım işlemlerinin deneysel ve hesaplamalı incelemesi
- Tez No: 492558
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÖZGENÇ EBİL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Polimer ince-film biriktirme tekniği olarak; başlatılmış KBB (iCVD) farklı sıcaklık bölgelerinde gaz fazında kimyasallar ve katı/sıvı alttaş üzerinde katı polimer üretimini içeren heterojen bir süreçtir. Farklı yüzey geometrilerinde ve proses koşullarında kontrollü bir şekilde film özellikleri elde etmek zorlayıcı ve deneysel çalışmalar gerektiren bir iştir. Bu çalışmanın temel amacı başlatılmış-KBB prosesinde gerçekleşen tüm taşınım işlemlerini tanımlayan ve farklı biriktirme koşullarında düz ve/veya düz olmayan alttaşlar için polimer film kalınlığını üç boyutlu reaktör geometrisinde tahmin etmeyi sağlayan hesaplamalı model geliştirmektir. Bu çalışmada farklı iCVD reaktör ve alttaş geometrilerine uygulanabilir olan, Sonlu Elemanlar Metodu (SEM) tabanlı, 3 boyutlu hesaplamalı model geliştirilmiştir. Modeli doğrulamak amacıyla, sırasıyla; yayınlanmış 1H,1H,2H,2H-perfluorodecyl akrilat'ın (PFDA) t-butyl peroksit (TBPO) ile olan biriktirmesi, ve butyl akrilat'ın (BA) t-amyl peroksit (TAPO) ile olan biriktirmesinin deneysel koşulları modele uygulanmıştır. Her iki depozisyon prosesinin simülasyon sonuçları literatürde bildirilen deneysel sonuçlarla oldukça uyum göstermiştir. Sunulan model Başlatılmış-KBB (iCVD) sürecinde gerçekleşen taşınım işlemlerini başarılı bir şekilde açıklamaktadır ve kinetik verileri bilinen polimerizasyon reaksiyonları için kompleks alttaş üzerindeki polimerleşme hızının ve film kalınlık profilinin önceden belirlenebilmesine imkan sağlamaktadır. İleriki çalışmalar için, sunulan model modifiye edilebilir ya da büyük prosesler için olanak sağlamasının yanı sıra diğer KBB (CVD) sistemlerinin modellenmesinde bir yöntem olarak kullanılabilir. Bu model ayrıca sabit alttaş sıcaklığında gerçekleştirilecek yeterli sayıda deneysel çalışmalar sonucu üretilen polimer filmlerin kalınlıklarının ölçülmesiyle oldukça değerli polimerizasyon kinetik verilerinin elde edilmesinde de kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
As a polymer thin-film deposition technique, initiated CVD (iCVD) is a heterogeneous process involving gas phase precursors and solid film formation on a solid/liquid substrates at different temperature regions. Obtaining fine-tuned film properties over different substrate geometries at different process conditions is a challenging tasks and requires experimental trials. The major goal of this study is to develop a computational model which describes all relevant transport phenomena occurring in iCVD process, and which is capable to predict the polymer film thickness at different deposition conditions for flat and/or non-flat substrates in a 3D reactor geometry. A Finite Element Analysis (FEA)-based 3D computational model, which can be applied to a variety number of iCVD reactor and substrate geometries, has been developed in the study. To validate the model, reported experimental conditions of 1H,1H,2H,2H-perfluorodecyl acrylate (PFDA) deposition with t-butyl peroxide (TBPO) initiator, and butyl acrylate (BA) deposition with t-amyl peroxide (TAPO) initiator, are applied to the model, respectively. The simulation results of both deposition processes show good agreement with experimental results reported in literature. Presented model successfully describes the relevant transport phenomena, and provides a priori predictions on polymerization rate, and film thickness on complex substrate geometries for a polymerization reaction with known kinetic data. For further studies, presented model can be modified or used as an approach for modeling of other types of CVD systems as well as facilitating process scale-up. The model can also extract valuable polymerization kinetics data provided that a sufficient number of experiments are performed at a specified substrate temperature, and process parameters and measured final film thicknesses are entered to the model.
Benzer Tezler
- Pompa betonlarında işlenebilirliğin harç fazının reolijisine dayanarak belirlenmesi
Estimation of the pumpability of concretes from the mortar phase rheology
KEMAL TUŞAT YÜCEL
Doktora
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Malzemesi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. SÜHEYL AKMAN
- Lineer olmayan gemi dalgalarının ışın teorisi (ray theory) ile incelenmesi
A Ray theory approach to nonlinear ship waves at low froude numbers
NURHAN KAHYAOĞLU
- Termaller ve cumuluslerde meteorolojik parametrelerin ölçülmesi, analizi ve konvektif yapının modellenmesi
Measurements and analysis of the meteorological parameters in thermals and cumulus clouds and modelling of the conventive structure
ZAFER ASLAN
- Dikey bir porselen levhadan taşınımla eşzamanlı ısı ve kütle geçişi olaylarının teorik & ampirik bağıntılar ve dijital görüntü işleme kullanılarak incelenmesi
Investigation of convective heat and mass transfer phenomena from a vertical plate by using empirical correlations and digital image processing
AYKUT EFE
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÇAKAN
- 90 derecelik değişik kesitli dirseklerde türbülanslı akışın sayısal analizi
Numerical analysis of turbulent flow in various sections in 90 degree bends
ELA AYTEL ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SEBAHATTİN ÜNALAN