Abscheidungsrate

Abscheidungsrate bezeichnet in der Natur- und Ingenieurwissenschaft die Geschwindigkeit, mit der Material aus einem Phasenraum auf eine Oberfläche abgeschieden wird oder sich durch Bildung einer separaten Phase aus einer Mischung trennt. Sie ist eine kinetische Größe und wird oft als Masse pro Flächeneinheit pro Zeit angegeben (z. B. mg m^-2 s^-1) oder als Änderung der Konzentration in einer Phase pro Zeit beschrieben. In der Dünnfilmabscheidung, etwa bei Vakuum- oder chemischer Dampfabscheidung, wird die Abscheidungsrate durch Prozessparameter wie Temperatur, Druck, Substratfläche, chemische Reaktionen und Reaktionswahrscheinlichkeiten bestimmt.

Kontexte und Anwendungen:

In der Dünnfilmtechnik dient die Abscheidungsrate als zentrale Prozessgröße zur Steuerung der Filmdicke. In der Umweltphysik bzw. Atmosphärenchemie bezieht sich der Begriff auf die Trocken- oder Nassabscheidung von Partikeln auf Oberflächen, oft beschrieben durch eine Deposition Velocity (Abscheidungs- oder Ablagerungsgeschwindigkeit) und den resultierenden Flux J = v_d C. In der Hydrodynamik beschreibt sie die Sedimentation von Feststoffen in Flüssigkeiten und hängt von Partikelgröße, Dichte, Viskosität und Strömung ab.

Bestimmung und Modelle:

Mengentechnisch lässt sich die Abscheidungsrate durch Diffusions- oder Reaktionsmodelle beschreiben, z. B. J = -D dC/dx oder dC/dt = -k_dep C (First-Order-Kinetik). Empirische Modelle verwenden oft die Deposition Velocity. Messungen erfolgen durch direkte Fluxbestimmung, Schwerpunkt auf Oberflächenverlusten oder über Wirkungsgrade und Filmstärke.

Beispiele:

Beispielhafte Anwendungen sind die Abscheidung von Silizium während der Vakuum-Dünnfilmabscheidung, die trocke/nasse Abscheidung von Partikeln auf Blättern in der Umweltforschung oder die Sedimentation von Partikeln in Becken der Wasseraufbereitung. See also: Kinetik, Abscheidung, Sedimentation, Deposition velocity.