НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ТОНКИХ ПЛЕНКАХ. Толстые и тонкие пленки


Тонкие пленки на толстые обстоятельства

Еще не успел толком затихнуть скандал с многомиллионными хищениями в Фонде «Сколково», как газета Известия http://izvestia.ru/news/546590 сообщила, что Виктор Вексельберг просит у государства несколько миллиардов на тонкие пленки, предлагая включить проект своего нанотехнологического центра в госпрограмму поддержки промышленности.

Глава группы компаний «Ренова» В.Вексельберг пытается заручиться поддержкой государства для переноса передовых технологий в российскую промышленность. Как выяснили «Известия», Вексельберг предлагает включить проект Научно-исследовательского технологического центра компетенций по тонким пленкам, модификации поверхностей и многофункциональных покрытий (НТЦ) в госпрограмму развития промышленности. Письмо с соответствующим предложением направлено в администрацию президента, сообщили источники в «Ренове». В рамках НТЦ планируется организовать опытное производство тонких пленок, которые нужны ведущим мировым производителям двигателей и энергооборудования. Стоимость нового проекта Вексельберга составит не менее 2 млрд рублей. Но эксперты сомневаются в востребованности подобных технологий российской гражданской промышленностью на текущем уровне развития.

Председатель совета директоров ГК «Ренова» просит в письме поддержать инновационный проект трансфера передовых технологий из-за рубежа на российский рынок. В качестве обоснования необходимости господдержки Вексельберг отмечает следующее: поскольку «Ренове» удалось установить контроль над ведущими швейцарскими технологическими концернами «Зульцер» и «Орликон», у российской компании появился прямой доступ к ряду уникальных технологий в сфере нанесений многофункциональных покрытий и модификации поверхностей конструкционных материалов (несколько лет назад в Физтехе проводились работы по плазменному нанесению покрытий и модификации поверхностей с весьма привлекательными результатами, которые так и не удалось нигде пристроить в России. Не эти ли технологии Вексельберг проталкивает).

Данные технологии востребованы при изготовлении наиболее технологически продвинутых изделий - газотурбинных двигателей («Пратт энд Уитни», «Роллс-Ройс», «Локхид Мартин»), энергетических турбин («Сименс», «Альстом», «Дженерал электрикс»), автомобильных двигателей («Ман», «Скания», «Феррари», БМВ и «Фольксваген групп») - а также при производстве режущих инструментов («Сандвик»). Для активного импорта этих технологий в Россию и внедрения их в отечественную промышленность В.Вексельберг (по совместительству президент фонда «Сколково») предлагает создать научно-технический центр. При нем будут организованы опытное и мелкосерийное производство и соответствующая учебная база для подготовки специалистов (не лучше было бы организовать это при питерском Плазмацентре, специалисты которого имеют солидные разработки и большой опыт работы в этом направлении. Думаю, что достаточно быстро они смогли бы освоить и плазменную резку бюджетных миллиардов).

В прошлом году проект Вексельберга был одобрен научно-техническим советом военно-промышленной комиссии при Правительстве. Теперь глава «Реновы» обращается уже напрямую в Администрацию президента с просьбой ускорить включение НТЦ в госпрограмму «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности».

В.Путин поддержал проект и уже поручил правительству рассмотреть данное предложение, говорит источник в правительстве. Минпромторг подготовил предварительный доклад, в котором отметил «значительный технологический потенциал» НТЦ и важность направления для повышения конкурентоспособности прежде всего двигателестроения (и где ж они его видели). В течение ближайшего месяца министерство ожидает получения от «Реновы» подробного бизнес-плана НТЦ и запрашиваемых мер господдержки, так что пока о бюджете проекта говорить преждевременно, поясняет собеседник газеты в кабинете министров. В случае включения в госпрограмму для открытия бюджетного финансирования потребуются поправки в федеральный бюджет. Получить комментарии в «Ренове» и инновационном фонде «Сколково» не удалось (видимо еще заняты комментариями по недавно вскрытым там фактам многомиллионных хищений).

НТЦ по тонким пленка станет уже вторым подобным научно-производственным проектом ГК «Ренова». В 2009 году совместно с государственным «Роснано» был запущен проект создания предприятия полного цикла по производству солнечных модулей на базе технологии тонких пленок в Новочебоксарске. Общий бюджет предприятия составляет чуть более 20,1 млрд. рублей, 13,5 млрд. вкладывает «Роснано».

Для внедрения новой технологии солнечных модулей при Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе (точнее на арендованных в Физтехе площадях, ибо такими технологиями солнечных батарей он никогда не занимался и не имеет к ним никакого отношения, зато какую солидность придает «при Физтехе») был создан НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике - он занимался внедрением в промышленное производство (которое уже три года создается в Новочебоксарске???) солнечных батарей, а также является СП «Реновы» и «Роснано».

По оценке замдиректора по научной работе Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе, члена-корреспондента РАН Виктора Устинова, новый «тонкопленочный» НТЦ, ориентированный на двигателестроение, потребует вложения на сумму не менее 2 млрд рублей (обратились бы ко мне, я бы обосновал не меньше 5 миллиардов). С учетом создания опытного производства объем инвестиций будет существенно большим (Никаких работ, ориентированных на двигателестроение в Физтехе никогда не было. Лаборатория Устинова, насколько я знаю, занимается в основном нитридными гетероструктурами, что не имеет к двигателям никакого отношения).

Сегодня наука в России осталась практически только в «лабораторном» виде, - говорит В.Устинов. - У нас есть (в смысле пока не все умерли) прекрасные ученые и специалисты, современные технологии (Вот чего нет, так нет, ибо то, что делается в лаборатории фактически «на коленке» - это не технологии. К сожалению, это общая беда российских ученых считать лабораторные поделки технологиями.). Но с внедрением их в промышленность все гораздо хуже. Для реального применения передовых технологий необходимо соответствующее оборудование, которого в России не производят. А подконтрольная «Ренове» «Орликон» делает именно такое промышленное оборудование (так почему-бы не закупить технологию вместе с оборудованием «под ключ», а не заниматься самодеятельностью по ее промышленной доводке. А то получится как с заводом солнечных батарей – три года как существует на бумаге, вбухано уже куча денег, а на выходе даже «свистка» не слышно).

Впрочем, рынок пока сомневается в востребованности технологий, подобных тонким пленкам, российскими производителями. В автомобильном секторе производством двигателей частично занимаются ГАЗ, КамАЗ и «Соллерс», отмечает аналитик «Атона» Михаил Пак. Но уровень их производства пока выглядит далеким от того, чтобы внедрять на нем подобные инновации (этому «аналитику» было бы неплохо знать, что полный цикл производства двигателей на порядки сложнее нанесения модифицирующих покрытий, которое может быть освоено заводом без особых проблем). Иностранные компании в ближайшие 3–5 лет вряд ли соберутся открывать новые производства двигателей в стране, в частности, из-за не слишком хорошего состояния сопутствующих отраслей (кроме того, они достаточно активно переходят на электротягу и топливные элементы, а «грязное» производство традиционных ДВС в виде инновационного вклада передают России, обрекая ее на постоянное отставание и выпуск запчастей для снятых с производства моделей). Таким образом, разработки НТЦ могут быть востребованы внутри страны прежде всего военно-промышленным комплексом, либо ориентироваться на экспорт, полагает Пак (От такой безграмотности «аналитиков» просто выть хочется. Это ж сколько столетий будет окупаться многомиллиардный проект при заказах нашим ВПК нескольких сотен единиц техники в год, а кроме нефти, газа и леса на экспорт у нас вроде как и нет ничего. Тем более, что конечной целью вообще ставиться организация опытного и мелкосерийного производства). Привлечение господдержки в виде включения проекта НТЦ в программу развития промышленности — это способ разделения ответственности. Кроме того, «благословение» государства облегчит «Ренове» поиск партнеров по дальнейшему развитию проекта, резюмирует аналитик (аналогичный поиск уже был проведен в рамках государственно-частного партнерства по созданию производства действительно высокоэффективных солнечных батарей с концентраторами солнечного излучения на линзах Френеля разработки Физтеха. В связи с тем, что государство особо не спешило с выполнением своих обязательств, частный инвестор также послал этот проект, в результате чего он капитально заглох. Не видя перспектив, специалисты стали увольняться, ведущим разработчикам уже под и за 70, так что через несколько лет это направление в России совсем заглохнет. Но есть надежда, что к тому времени китайцы освоят производство и буду поставлять эти батареи нам же).

И чтобы не было все так мрачно, в заключение хочу привести немного информации по действительно уникальным технологиям. У меня здесь уже было несколько публикаций по взрывным ударно-волновым технологиям приводились примеры некоторых их применений. Но оказывается разработчики не спят, и даже не дремлют, а продолжают созидать и имеют весьма впечатляющие результаты.

В момент взрыва заряда детонационная волна является своего рода химическим реактором, где при высоких давлениях и температурах углерод взрывчатого вещества преобразуется в ультрадисперсные и низкоразмерные фракции углерода - после взрыва получается наноуглеродная шихта с различными примесями. Последующая обработка и очистка наноуглеродной шихты позволяет получать в промышленных объемах низкоразмерные фракции углерода с заданными физико-химическими свойствами. А сам нанодисперсный углерод затем где только не может применяться, придавая известным материалам действительно уникальные характеристики.

Может он применяться и в качестве модификатора трения и конкурировать с описанными выше технологиями. К примеру, если его добавить в машинное масло, а потом оно «вытечет» то двигатель сможет проработать без масла и серьезных последствий еще порядка часа. К тому же нанодисперсный углерод обладает высокой температурной стойкостью, что немаловажно для нанесения покрытий на детали в этой среде.

Хорошие результаты были получены при очистке загрязненной воды и опреснении морской воды.

Уникальные результаты были получены при создании пленочных солнечных батарей, по данным разработчиков их КПД составлял 40-48% !!! Причем работать они начинают просто в светлое время суток, даже без солнца. В такие цифры верится с трудом, но есть надежда получить действующий экспериментальный образец и провести его квалифицированное тестирование. И если это действительно окажется так, то Вексельбергу свой завод можно будет не достраивать, да и Физтеху придется посторониться.

Огромным достоинством наноуглеродных пленок является их прозрачность, что позволит наносить солнечные батареи прямо на оконное стекло, при сохранении, например, их 50% прозрачности. Для южных стран с их палящим солнце это будет прямо находка.

Но совершенно уникальной может стать технология изготовления низкотемпературных твердооксидных топливных элементов, которая предусматривает нанесение на поверхность основы топливных элементов наноразмерной пленки с помощью раствора наноразмерных частиц с последующим запеканием. Производимые по данной технологии твердооксидные топливные элементы будут эффективнее существующих технологических решений в 2-3 раза и примерно в 5-8 раз дешевле. По предварительной оценке разработчиков такой генератор размером с компьютерный блок сможет выдавать 2-3 КВт электроэнергии. Но подробнее говорить об этом пока рано.

Добавление нанодисперсного углерода заметно улучшает качество лакокрасочных покрытий, строительных материалов, дорожных покрытий и др., над чем разработчикам еще предстоит поработать. Так что Сколково - трепещи.

 

Вот прочитал я свою писанину и что-то тоскливо стало. На всякую хренотень у наших юристов почему-то находятся миллиарды. Ведь даже сравнивать то убожество, что называется проектами Агенства Стратегических Исследований, с моими предложениями или с описанными выше взрывными технологиями (на которые разработчики тоже уже сколько лет не могут найти финансирование)  язык не повернется. Но при этом Вексельберг может обращаться напрямую в Администрацию президента. Я же писал про свои технические решения и Рогозину, и Шойгу, и тому же Вексельбергу, а недавно Медведеву и Путину. И ведь ни от кого даже мяу в ответ не получил. И речь то идет где-то об 1-2 млн. баксов на 2-3 года, зато сколько всего нужного и полезного было бы сделано. Но оказывается никому это не нужно. А верховная власть кроме как на димагогию об инновационном развитии страны больше ни на что и не способна. Но, как говорится, поздно пить боржоми…

maxpark.com

ТОНКИЕ ПЛЁНКИ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 32. Москва, 2016, стр. 279-280

  • Скопировать библиографическую ссылку:

Авторы: Г. П. Ямпольская

ТО́НКИЕ ПЛЁНКИ пен­ные, жид­кие про­слой­ки дис­пер­си­он­ной сре­ды, раз­де­ляю­щие час­ти­цы дис­перс­ной фа­зы в кол­ло­ид­ных сис­те­мах. Т. п. ме­ж­ду дву­мя оди­на­ко­вы­ми фа­за­ми (пу­зырь­ка­ми, ка­п­ля­ми, твёр­ды­ми час­ти­ца­ми) ста­би­ли­зи­ру­ют пе­ны, эмуль­сии, сус­пен­зии; Т. п. ме­ж­ду раз­ны­ми фа­за­ми, напр. ка­п­лей и твёр­дой по­верх­но­стью, обу­слов­ли­ва­ют яв­ле­ния сма­чи­ва­ния и по­ли­мо­ле­ку­ляр­ной ад­сорб­ции.

При об­ра­зо­ва­нии плос­ко­па­рал­лель­ной Т. п. дав­ле­ние внут­ри плён­ки пре­вы­ша­ет дав­ле­ние в объ­ё­ме жид­ко­сти и Т. п. са­мо­про­из­воль­но утон­ча­ет­ся. При тол­щи­не 200–100 нм воз­ни­ка­ет рас­кли­ни­ваю­щее дав­ле­ние П(h) и жид­кость из плён­ки вы­те­ка­ет под дав­ле­ни­ем Р=Р0-П(h) (Р0 – внеш­нее дав­ле­ние). Рас­кли­ни­ваю­щее дав­ле­ние пред­став­ля­ет со­бой сум­му по­верх­но­ст­ных сил: ван-дер-ва­аль­со­вых сил при­тя­же­ния (мо­ле­ку­ляр­ная со­став­ляю­щая) и элек­тро­ста­тич., сте­ри­че­ских и др. сил от­тал­ки­ва­ния. Изо­тер­ма рас­кли­ни­ваю­ще­го дав­ле­ния П(h) ха­рак­те­ри­зу­ет тер­мо­ди­на­мич. со­стоя­ние Т. п., раз­ни­цу со­стоя­ний Т. п. и объ­ём­ной жид­ко­сти (в ме­ни­ске) и по­зво­ля­ет ко­ли­че­ст­вен­но оп­ре­де­лять ме­ха­низм ста­би­ли­за­ции плё­нок и пен.

Очень тон­кие (нес­коль­ко нм) рав­но­вес­ные плён­ки в от­ра­жён­ном све­те из-за ма­лой тол­щи­ны вы­гля­дят чёр­ны­ми (чёр­ные Т. п.). Вы­де­ля­ют 2 ти­па рав­но­вес­ных чёр­ных плё­нок, ста­би­ли­зи­ро­ван­ных ионо­ген­ны­ми ПАВ. Со­глас­но ре­ко­мен­да­ци­ям ИЮПАК по кол­ло­ид­ной и по­верх­но­ст­ной хи­мии, чёр­ные плён­ки, со­стоя­щие из двух ад­сорб­ци­он­ных сло­ёв и жид­кой про­слой­ки ме­ж­ду ни­ми, на­зы­ва­ют­ся обыч­ны­ми чёр­ны­ми плён­ка­ми; их тол­щи­на за­ви­сит от кон­цен­тра­ции элек­тро­ли­та. Пре­дель­но тон­кие чёр­ные плён­ки, тол­щи­на ко­то­рых не за­ви­сит от кон­цен­тра­ции элек­тро­ли­та и со­стоя­щие из двух ад­сорб­ци­он­ных сло­ёв, на­зы­ва­ют­ся нью­то­нов­ски­ми чёр­ны­ми плён­ка­ми. Об­ра­зо­ва­ние обыч­ных или нью­то­нов­ских чёр­ных плё­нок за­ви­сит от ти­па и кон­цен­тра­ции ПАВ и элек­тро­ли­та. При фор­ми­ро­ва­нии ус­той­чи­вой Т. п. пе­на ста­но­вит­ся по­ли­эд­ри­че­ской. Не­ус­той­чи­вые Т. п. из-за от­сут­ст­вия сил от­тал­ки­ва­ния и под дей­ст­ви­ем по­верх­но­ст­ных ка­пил­ляр­ных волн, вы­зы­вае­мых ван-дер-ва­аль­со­вы­ми си­ла­ми при­тя­же­ния, раз­ры­ва­ют­ся при кри­тич. тол­щи­не бо­лее 100 нм. Об­ра­зо­ва­ние рав­но­вес­ной Т. п. тол­щи­ной нес­коль­ко де­сят­ков нм (се­рые плён­ки) от­ве­ча­ет ну­ле­во­му рас­кли­ни­ваю­ще­му дав­ле­нию. В этом слу­чае пе­на ос­та­ёт­ся сфе­ри­че­ской («га­зо­вая эмуль­сия»).

bigenc.ru

Толстослойные фоторезисты от Frast-M

Для получения толстых пленок фоторезистов (толщина слоя 6-9 мкм) используются специальные фоторезисты, такие как ФП-25, ФП-201. Толстые пленки необходимы главным образом в следующих случаях:

  • Литография на сильно развитой поверхности.
  • Электрохимическое осаждение токопроводящих слоев.
  • Травление подложки на большие глубины.

Для получения толстых слоев пленок обычно используют уменьшенные скорости вращение центрифуги и уменьшение времени центрифугирования. Однако при очень низких скоростях вращения центрифуги образуются резко выраженные бортики по краю пластины и, как следствие, неоднородности толщин пленок. По этой причине используют достаточно высокую скорость вращения центрифуги примерно до 2000 оборот/мин при одновременном сокращении времени нанесения. Достигается это путем быстрого увеличения и уменьшения скорости вращения в течение очень короткого промежутка времени (несколько секунд).

Для получения очень толстых пленок часто используют многократное нанесение. Следует, однако, иметь в виду, что для толстых пленок фоторезистов характерно высокая концентрация остаточных растворителей после центрифугирования. Из-за этого в процессе последующей термообработки возможна повышенная текучесть пленки с образованием по краям наплывов и уменьшением толщины пленки. Поэтому для получения однородной толщины пленки целесообразно двойное или тройное нанесение по следующей схеме:

  1. Центрифугирование. Нанести 2-3 мл фоторезиста на пластину. Центрифугу привести во вращение и в течение максимум 2-3 секунд довести число оборотов до 1500 об/мин. Вращать пластину при этой скорости в течение 3-х секунд.
  2. Выключить центрифугу и выдержать пленку при комнатной температуре в течение 20-30 минут.
  3. Первая термообработка пленки при 60 0С в течение 30 минут в конвекционном шкафу или на горячей плите в течение 5 минут.
  4. Повторное нанесение фоторезиста (повторение стадий1-3).
  5. Вторая термообработка пленки при 95 0С в течение 30 минут в конвекционном шкафу или на горячей плите 95 0С в течение 5 минут.
  6. При необходимости увеличения толщины операции 1-5 следует повторить.

Для многократного нанесения можно использовать только толстые резисты типа ФП-25 или ФП-201 с высокой вязкостью и с низким содержанием растворителя. В противном случае при повторном нанесении предыдущая пленка будет частично или полностью растворяться с появлением сильной неоднородности толщины пленки.

Краевой бортик часто образуется при нанесении толстых пленок. Краевой бортик может вызвать и прилипание маски к пленке, и образование нежелательного зазора между пленкой и маской, что, как следствие, приводит к уменьшению пространственного разрешения

Существует несколько способов для исключения или уменьшения краевого бортика:

  1. Раскрутка центрифуги до 2000 оборот/мин. за минимальное время.
  2. Многократное нанесение фоторезиста по вышеуказанной схеме.
  3. Выдержка пленки после нанесение на воздухе достаточное время до проведения термообработки. Время выдержки зависит от толщины пленки, это время можно несколько сократить посредством ступенчатой термообработки 45 0С, 60 0С и т.д.
  4. Для круглых подложек возможно ручное удаление бортика путем приведения во вращения подложки при 500 об/мин. и распыления специального растворителя на края (сольвент - ФТБ).
  5. Для прямоугольных подложек краевой бортик приходится удалять механически.
Термобоработка толстых пленок фоторезиста

Чем толще пленка фоторезиста, тем точнее должны быть выбраны параметры термообработки (время и температура):

При недостаточной температуре и коротком времени термообработки в последующем процессе экспонирования возможно образование пузырьков и вспенивание пленки резиста из-за выделения азота. Кроме того, из-за высокой концентрации остаточных растворителей устойчивость пленки в проявителе будет невелика, толщина пленка будет убывать в процессе проявления.

При высокой температуре и длительном времени выдержки возрастет доля термического распада светочувствительного соединения, что увеличит время проявления. Кроме того, маленькая концентрации остаточных растворителей сделает пленку резиста хрупкой и чувствительной к образованию трещин. При экспонировании в пленке генерируются пузырьки азота, что приводит к появлению сильных механических напряжений и, как следствие, к возникновению микротрещин в толстых слоях.

Компромиссом между достаточным испарением растворителей и минимизацией потери светочувствительного соединения является эмпирическое правило: термообработка на горячей плите при 100 0С в течение 1 минуты для каждого мкм толщины пленки. Т.е. для пленки толщиной 10 мкм понадобится выдержка на горячей плите при 100 0С в течение 10 минут. Для конвекционного шкафа это правило будет примерно выглядеть следующим образом выдержка при 95 0С в течение 15 минут для каждого 1 мкм толщины пленки.

Во время термообработки концентрация воды в объеме пленки падает, происходит дегидратация. Однако для протекания фотохимической реакции присутствие молекул воды необходимо, чтобы обеспечить высокую скорость проявления и контраста.

Регидратация пленки происходит путем диффузии молекул воды из воздуха. По этой причине необходима достаточная задержка во времени после термообработки и до экспонирования, чтобы обеспечить полную регидратацию пленки. Тонкие пленки в несколько мкм насыщаются водой в течение нескольких секунд, тогда как толстые пленки (несколько десятков мкм) нуждаются для регидратации нескольких часов. Помимо толщины пленки на время регидратации влияет температура и влажность окружающей среды.

При очень низкой относительной влажности даже длительная регидратация не обеспечивает достаточного содержания воды в пленке, т.к. равновесная концентрации воды между поглощением и испарением молекул воды находится ниже требуемого уровня. Поэтому влажность в помещении для экспонирования рекомендуется удерживать в пределах 40-60 %. В этих условиях действует правило регидратации: 10 минут для пленок толщиной до 20 мкм и несколько часов для пленок толщиной в несколько десятков мкм.

Во время экспонирования фотоактивное соединение нафтохинондиазид (НХД) превращается в инденкарбоновую кислоту с высвобождением молекулы азота N2. Полностью экспонированный фоторезист высвобождает N2, объем которого значительно превышает объем пленки резиста. При нагреве пленки молекулы N2 диффундируют к поверхности резиста.

При определенных обстоятельствах, во время экспонирования или сразу после экспонирования могут быть обнаружены пузырьки в пленке резиста. В некоторых случаях пленка приобретает молочный цвет, напоминая пенополистирол. Возможные причины этого:

  • Недостаточная температура и/или время предварительной термообработки пленки резиста.
  • Слишком высокая интенсивность экспонирующего света и, как следствие, высокая скорость образования пузырьков азота. В этом случае следует проводить ступенчатое экспонирование с некоторой временной выдержкой между ступенями.
  • Высокая доза экспонирования. Рекомендуется определить оптимальную дозу экспонирования.
  • Неподходящий фоторезист для получения толстых слоев - высокая концентрация фотоактивного соединения в фоторезисте.

на основании материалов фирмы MicroChemicals

frast.ru

Тонкие плёнки — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Тонкие плёнки (англ. thin films) — тонкие слои материала, толщина которых находится в диапазоне от долей нанометра (моноатомного слоя) до нескольких микрон[1].

Описание

Тонкие плёнки могут быть твёрдыми или жидкими (реже — газообразными). Состав, структура и свойства тонких плёнок могут отличаться от таковых для объемной фазы, из которой образовалась тонкая плёнка. К твёрдым тонким пленкам относятся оксидные плёнки на поверхности металлов и искусственные плёночные покрытия, формируемые на различных материалах с целью создания приборов микроэлектроники, предотвращения коррозии, улучшения внешнего вида и т. п.[1]

Жидкие тонкие плёнки разделяют газообразную дисперсную фазу в пенах и жидкие фазы в эмульсиях; образование устойчивых пен и эмульсий возможно только при наличии ПАВ в составе пленок. Жидкие тонкие плёнки могут возникать самопроизвольно между зернами в поликристаллических твёрдых телах, если поверхностная энергия границы зерна превышает поверхностное натяжение на границе твёрдой и жидкой фаз более, чем вдвое (условие Гиббса–Смита). Газообразные тонкие плёнки с заметным временем жизни могут возникнуть между каплей и объемной жидкостью в условиях испарения.[1]

Определение толщины тонких пленок часто проводят методами, основанными на измерении интенсивности отражённого света, например, при помощи эллипсометрии; используют также электрические методы, основанные на определении ёмкости и проводимости тонких плёнок. Для изучения твердых тонких плёнок применяют электронную микроскопию, рентгеновскую спектроскопию и другие методы, разработанные для исследования поверхности твердых тел. Получение тонких пленок и тонкопленочных покрытий лежит в основе ряда современных областей техники, прежде всего микроэлектроники.[1]

Получение и свойства

Нанесение тонких плёнок на подложку может осуществляться различными методами, наиболее часто используемые методы:

Объекты, имеющие столь малые размеры, в ряде случаев кардинально меняют свои свойства. Например, у столь малых объектов меняется температура плавления, степень переохлаждения и межплоскостное расстояние по сравнению с массивными объектами. Многие функциональные покрытия имеют ограничения по толщине, свыше которой теряют свои свойства либо разрушаются при нанесении.

Изменение свойств объясняется увеличением роли поверхности с уменьшением объекта, поскольку объём тела изменяется пропорционально кубу линейных размеров, а площадь поверхности — квадрату. Соответственно отношение S/V ведёт себя как 1/r. Благодаря этому силы поверхностного натяжения, которые в массивных образцах не играют существенной роли, в нанообъектах становятся существенными. А поскольку они действуют в приповерхностном слое, их действие можно уподобить приложению внешнего давления, которое, как известно, может изменить как температуру плавления, так и межплоскостные расстояния.

Применение

Основное применение находят твёрдые тонкие плёнки, наносимые на поверхность различных объектов.

С тонкими плёнками связаны такие отрасли промышленности, как:

См. также

Напишите отзыв о статье "Тонкие плёнки"

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 4 Саранин Александр Александрович, Шляхтин Олег Александрович. [thesaurus.rusnano.com/wiki/article1805 Тонкие плёнки «Словарь нанотехнологичных терминов»]. Роснано. Проверено 7 декабря 2011. [www.webcitation.org/66mrIV0sc Архивировано из первоисточника 9 апреля 2012].

Литература

  • Тонкие пленки // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская энциклопедия. С. 607–608.
  • Физика тонких плёнок / Хасс Г.. — М.: Мир, 1967-78.
  • Технология тонких пленок / Майссел Л., Глэнг Р.. — М.: Сов. радио,, 1977.
  • Кравченко, А.Ф.; Митин, В.В.; Скок, Э.М. Явления переноса в полупроводниковых пленках. — Новосибирск: Наука, 1970. — 256 с.
  • Берри, Р.; Холл, П.; Гаррис, М. Тонкопленочная технология. — М.: Энергия, 1972. — 336 с.
  • Тонкие пленки: взаимная диффузия и реакции / Поут Дж.. — М.: Мир, 1982. — 576 с.
  • Черняев В. Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров / Черняев В. Н.. — М.: Радио и связь, 1987. — 464 с. — ISBN нет, УДК 621.38 Ч-498.
  • Хирс, Д.; Паунд, Г. Испарение и конденсация. — М.: Металлургия, 1966. — 196 с.
  • Валиев К. А. Микроэлектроника: достижения и пути развития / Валиев К. А.. — М.: Наука, 1986. — 141 с.
  • Чистяков Ю. Д., Райнова Ю. П. Физико-химические основы технологии микроэлектроники. — М.: Металлургия, 1979. — 408 с.
  • Чистяков Ю. Д., Райнова Ю. П. Введение в процессы интегральных микро- и нанотехнологий в 2-х т. / Коркишко Ю. Н.. — М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2010 - 2014. — 392 с. — ISBN 978-5-9963-0341-0.

Отрывок, характеризующий Тонкие плёнки

– Ежели бы правда, что он разбит, так пришло бы известие. – Вероятно, – сказал князь Андрей и направился к выходной двери; но в то же время навстречу ему, хлопнув дверью, быстро вошел в приемную высокий, очевидно приезжий, австрийский генерал в сюртуке, с повязанною черным платком головой и с орденом Марии Терезии на шее. Князь Андрей остановился. – Генерал аншеф Кутузов? – быстро проговорил приезжий генерал с резким немецким выговором, оглядываясь на обе стороны и без остановки проходя к двери кабинета. – Генерал аншеф занят, – сказал Козловский, торопливо подходя к неизвестному генералу и загораживая ему дорогу от двери. – Как прикажете доложить? Неизвестный генерал презрительно оглянулся сверху вниз на невысокого ростом Козловского, как будто удивляясь, что его могут не знать. – Генерал аншеф занят, – спокойно повторил Козловский. Лицо генерала нахмурилось, губы его дернулись и задрожали. Он вынул записную книжку, быстро начертил что то карандашом, вырвал листок, отдал, быстрыми шагами подошел к окну, бросил свое тело на стул и оглянул бывших в комнате, как будто спрашивая: зачем они на него смотрят? Потом генерал поднял голову, вытянул шею, как будто намереваясь что то сказать, но тотчас же, как будто небрежно начиная напевать про себя, произвел странный звук, который тотчас же пресекся. Дверь кабинета отворилась, и на пороге ее показался Кутузов. Генерал с повязанною головой, как будто убегая от опасности, нагнувшись, большими, быстрыми шагами худых ног подошел к Кутузову. – Vous voyez le malheureux Mack, [Вы видите несчастного Мака.] – проговорил он сорвавшимся голосом. Лицо Кутузова, стоявшего в дверях кабинета, несколько мгновений оставалось совершенно неподвижно. Потом, как волна, пробежала по его лицу морщина, лоб разгладился; он почтительно наклонил голову, закрыл глаза, молча пропустил мимо себя Мака и сам за собой затворил дверь. Слух, уже распространенный прежде, о разбитии австрийцев и о сдаче всей армии под Ульмом, оказывался справедливым. Через полчаса уже по разным направлениям были разосланы адъютанты с приказаниями, доказывавшими, что скоро и русские войска, до сих пор бывшие в бездействии, должны будут встретиться с неприятелем. Князь Андрей был один из тех редких офицеров в штабе, который полагал свой главный интерес в общем ходе военного дела. Увидав Мака и услыхав подробности его погибели, он понял, что половина кампании проиграна, понял всю трудность положения русских войск и живо вообразил себе то, что ожидает армию, и ту роль, которую он должен будет играть в ней. Невольно он испытывал волнующее радостное чувство при мысли о посрамлении самонадеянной Австрии и о том, что через неделю, может быть, придется ему увидеть и принять участие в столкновении русских с французами, впервые после Суворова. Но он боялся гения Бонапарта, который мог оказаться сильнее всей храбрости русских войск, и вместе с тем не мог допустить позора для своего героя. Взволнованный и раздраженный этими мыслями, князь Андрей пошел в свою комнату, чтобы написать отцу, которому он писал каждый день. Он сошелся в коридоре с своим сожителем Несвицким и шутником Жерковым; они, как всегда, чему то смеялись. – Что ты так мрачен? – спросил Несвицкий, заметив бледное с блестящими глазами лицо князя Андрея. – Веселиться нечему, – отвечал Болконский. В то время как князь Андрей сошелся с Несвицким и Жерковым, с другой стороны коридора навстречу им шли Штраух, австрийский генерал, состоявший при штабе Кутузова для наблюдения за продовольствием русской армии, и член гофкригсрата, приехавшие накануне. По широкому коридору было достаточно места, чтобы генералы могли свободно разойтись с тремя офицерами; но Жерков, отталкивая рукой Несвицкого, запыхавшимся голосом проговорил: – Идут!… идут!… посторонитесь, дорогу! пожалуйста дорогу! Генералы проходили с видом желания избавиться от утруждающих почестей. На лице шутника Жеркова выразилась вдруг глупая улыбка радости, которой он как будто не мог удержать. – Ваше превосходительство, – сказал он по немецки, выдвигаясь вперед и обращаясь к австрийскому генералу. – Имею честь поздравить. Он наклонил голову и неловко, как дети, которые учатся танцовать, стал расшаркиваться то одной, то другой ногой. Генерал, член гофкригсрата, строго оглянулся на него; не заметив серьезность глупой улыбки, не мог отказать в минутном внимании. Он прищурился, показывая, что слушает. – Имею честь поздравить, генерал Мак приехал,совсем здоров,только немного тут зашибся, – прибавил он,сияя улыбкой и указывая на свою голову. Генерал нахмурился, отвернулся и пошел дальше. – Gott, wie naiv! [Боже мой, как он прост!] – сказал он сердито, отойдя несколько шагов. Несвицкий с хохотом обнял князя Андрея, но Болконский, еще более побледнев, с злобным выражением в лице, оттолкнул его и обратился к Жеркову. То нервное раздражение, в которое его привели вид Мака, известие об его поражении и мысли о том, что ожидает русскую армию, нашло себе исход в озлоблении на неуместную шутку Жеркова. – Если вы, милостивый государь, – заговорил он пронзительно с легким дрожанием нижней челюсти, – хотите быть шутом , то я вам в этом не могу воспрепятствовать; но объявляю вам, что если вы осмелитесь другой раз скоморошничать в моем присутствии, то я вас научу, как вести себя. Несвицкий и Жерков так были удивлены этой выходкой, что молча, раскрыв глаза, смотрели на Болконского. – Что ж, я поздравил только, – сказал Жерков. – Я не шучу с вами, извольте молчать! – крикнул Болконский и, взяв за руку Несвицкого, пошел прочь от Жеркова, не находившего, что ответить. – Ну, что ты, братец, – успокоивая сказал Несвицкий. – Как что? – заговорил князь Андрей, останавливаясь от волнения. – Да ты пойми, что мы, или офицеры, которые служим своему царю и отечеству и радуемся общему успеху и печалимся об общей неудаче, или мы лакеи, которым дела нет до господского дела. Quarante milles hommes massacres et l'ario mee de nos allies detruite, et vous trouvez la le mot pour rire, – сказал он, как будто этою французскою фразой закрепляя свое мнение. – C'est bien pour un garcon de rien, comme cet individu, dont vous avez fait un ami, mais pas pour vous, pas pour vous. [Сорок тысяч человек погибло и союзная нам армия уничтожена, а вы можете при этом шутить. Это простительно ничтожному мальчишке, как вот этот господин, которого вы сделали себе другом, но не вам, не вам.] Мальчишкам только можно так забавляться, – сказал князь Андрей по русски, выговаривая это слово с французским акцентом, заметив, что Жерков мог еще слышать его. Он подождал, не ответит ли что корнет. Но корнет повернулся и вышел из коридора.

Гусарский Павлоградский полк стоял в двух милях от Браунау. Эскадрон, в котором юнкером служил Николай Ростов, расположен был в немецкой деревне Зальценек. Эскадронному командиру, ротмистру Денисову, известному всей кавалерийской дивизии под именем Васьки Денисова, была отведена лучшая квартира в деревне. Юнкер Ростов с тех самых пор, как он догнал полк в Польше, жил вместе с эскадронным командиром.

wiki-org.ru

Пленка толстая - Справочник химика 21

    Как уже было указано в гл. II твёрдые тела образуют на жидкостях лишь мономолекулярные плёнки вследствие отсутствия подвижности частиц твёрдого тела, молекулы, уносимые вдоль поверхности жидкости, не способны увлекать за собой толстый слой твёрдого тела, как это происходит в жидкостях. [c.281]

    Коррозия начинается с поверхности металла и при дальнейшем развитии этого процесса, как правило, распространяется вглубь. Металл при этом может частично или полностью растворяться или же могут образоваться продукты коррозии в виде тонких нерастворимых плёнок, которые препятствуют дальнейшему а. рессивному влиянию среды (например, коррозия высоколегированных коррозионностойких сталей в воде и атмосфере). Могут образовываться также осадки на металле в виде оксидов и гидроксидов металла (например, ржавчина при коррозии углеродистой стали во влажной атмосфере, гидрат окисла цинка при коррозии цинка в воде, окалина при высокотемпературной коррозии стали в отсутствие влаги и т.д.). При этом под окалиной принято понимать толстые (видимые), более 5000 ангстрем, продукты в основном высокотемпературного окисления, образующиеся на поверхности стали и некоторых других сплавов при взаимодействии со средой, содержащей кислород, в отсутствие влаги. Для железа, в зависимости от температуры окисления окалина состоит в основном из ГеО(вюстиг), (гематит), (магнетит) или их сочетаний. [c.8]

    В кислородно-цезиевых и подобных им сложных катодах мы имеем одноатомную плёнку цезия, лежащую на сравнительно толстом слое окисла, являющегося полупроводником и содержа- [c.164]

    Процесс утоньшения пленки и формирования БЛМ можно наблюдать визуально в отраженном свете. Пока плёнка толстая, она выглядит как обычное макротело. Когда толщина пленки становится соизмеримой с длиной волны падающего света, начинает проявляться интерференция лучей, отраженных от передней и задней поверхностей пленки на поверхности мембраны возникают цветные узоры, известные в оптике под названием колец Ньютона. Такие небислойные пленки, содержащие линзоподобные утолщения, получили название цветных пленок. Бислойные липидные структуры в отраженном свете выглядят черными на светлом фоне, в связи с чем и называются черными . Низкая отражающая способность таких пленок обусловлена тем, что разность фаз между лучами, отраженными от передней и задней поверхностей пленки, близка к п, т. е. эти лучи находятся в противофазе и гасят друг друга.  [c.16]

    Механизм защитного действия масел с серусодержащимн присадками Демченко [31, с. 612] объясняет следующим образом. При взаимодействии присадок с металлами образуются кристаллические пленки с достаточно толстым промежуточным слоем, в котором содержание серы снижается по мере удаления от поверхности в глубь пленки. При этом кристаллическая решетка металла постепенно переходит в кристаллическую структуру сульфидов, благодаря чему создается более полное кристаллохимическое соответствие смежных слоев пленки в этих слоях пограничный слой атомов металла может быть общим для кристаллических решеток соседних слоев пленки (или металла) и образовавшейся на нем плёнки. Таким образом, в защитных пленках молекулы серусодержащих присадок связаны непосредственно с промежуточным слоем защитной пленки, который состоит главным образом из сульфидов металла. В промежуточном слоё пленки находятся продукты термоокислительной деструкции присадки молекулы этих продуктов содержат атом серы и небольшие углеводородные радикалы. По мере увеличения толщины промежуточного слоя уменьшается каталитическое влияние металла на процесс деструкции и создаются условия для образования следующего слоя пленки, состоящего из молекул присадки. [c.189]

    Механизм процессов, приводящих к резкому ускорению коррозии, еще не достаточно ясен. Его объясняют появлением трещин в оксидной пленке вследствие концентрирования напряжений в толще оксида. Однако, когда металл окисляют в кислороде, скорость коррозии не увеличивается, за исключением случаев очень длительной выдержки и очень толстой оксидной плёнки. Оказалось, что ведущую роль играет водород, выделяющийся в результате разложения воды при взаимодействии с металлом, и особенно та его часть, которая растворяется в металле, приводя к более высоким скоростям окиздения [55]. Данные рентгеновских исследований показывают, что в воде на поверхности циркония как до, так и после ускорения коррозии присутствует моноклинный диоксид 2гОа. Имеются также некоторые сведения, что первоначально возникающий оксид имеет тетрагональную структуру [56].,  [c.381]

    Подробное описание механизма растекания будет дано в главе VI. Образование мономолекулярного слоя с избытком вещеС1ва, собранным в мелкие капли, характерно для химически чистых веществ. Сложные с еси могут давать значительно более толстые, довольно устойчивые плёнки (например, керосин на воде). [c.31]

    Для большинства неметаллических поверхностей имеется весьма мало систематических данных о природе и свойствах адсорбционных газовых плёнок. Время от времени делались попытки объяснить медленные изменения в свойствах поверхностей адсорбцией воздуха Эренберг , например, приписывает плохую смачиваемость сухой почвы накоплению воздуха на частицах Спринг обнаружил, что без доступа воздуха объём песка после осаждения отличается от объёма при осаждении в присутствии воздуха, и что этот объём изменяется при накаливании песка до кр1Сного каления. Осаждение сыпучих тел является, однако, настолько сложным процессом, зависящим от формы частиц, трения между ними и степени механического перемешивания, что представляется весьма сомнительным, чтобы эти изменения объёма могли служить исчерпывающим доказательством наличия толстых слоёв воздуха, достаточно прочно удерживаемых на песчинках гораздо правдоподобнее, что плохая смачиваемость почв после засухи обусловливается накоплением адсорбированных жирных веществ, а не адсорбцией воздуха. Имеются все основания предполагать, что при соприкосновении с атмосферой адсорбционные плёнки воздуха образуются почти мгновенно. [c.234]

    Растекающиеся жидкости распространяются сначала в виде плёнки значительной толщины, иногда дающей цвета интерференции, но в большинстве случаев слишком толстой для этого. Но, как только вся поверхность оказывается покрытой, эта толстая плёнка разбивается и, пройдя через ряд стадий, образует мономолекулярный слой, находящийся в равновесии с отдельными видимыми каплями. В конечном итоге, по истечении достаточного времени, поверхность представляет собой монослой, находящийся в равновесии с одной крупной каплей Эти стадии растекания были описаны Дево Гарди Бэйльби , Тэйлором и Фичемом и Райдилом . Летучие вещества растекаются таким же образом, но в этом случае никогда не достигается равновесие, так как капли, и в особенности плёнка, быстро испаряются, причём эти потери восполняются непрерывным притоком молекул от нерастёкшихся масс. Гарди обнаружил, что некоторые соединения с весьма высокой точкой кипения (например, [c.279]

    Растекание на ртути во многих случаях сходно с растеканием на воде, но Бардон наблюдал некоторые сложные явления, заслуживающие дальнейшего изучения. Гаркинс также сделал наблюдения, повидимому, не укладывающиеся в рамки существующих теорий. Например, вода растекается на ртути крайне медленно, и нет никакой уверенности в том, что она в конце концов всё же образует мономолекулярную плёнку. Существует, повидимому, некоторый предел площади растекания плёнки, сохраняющей при этом довольно большую толщину, причём до сих пор остаётся невыясненным, образуется ли за пределами этой толстой плёнки невидимая плёнка. Эта предельная площадь видимой плёнки обнаруживает весьма любопытную зависимость от ряда факторов. На её величину сильно [c.280]

    Одно время существовал взгляд, что перенапряжение и поляризация обусловливаются главным образом повышением омического сопротивления на поверхности благодаря присутствию плёчки газа. К обычным случаям перенапряжения это объяснение, конечно, неприменимо. Этот фактор может играть роль лишь в случае сравнительно толстых оксидных плёнок, пассивирующих такие металлы, как железо и алюминий. Эти плёнки представляют, разумеется, огромный интерес и имеют большое практическое значение, но они настолько подробно рассматриваются Ивансом , что здесь мы этого вопроса касаться не будем. [c.433]

    Тонкие плёнки посторонних веществ, толщиной в одноатомный слой, значительно изменяют эффектнвную работу выхода в ту или другую сторону, передвигают порог фотоэффекта в сторону коротких или длинных волн и изменяют силу фототока. Так же влияют слои адсорбированных на поверхности металла газов и газы, поглощённые металлом. Влияние поглощённых газов особенно заметно в случае платины. Несколько более толстые слои посторонних веществ, например слой щелочного металла на другом металле, приводят к более сложным явлениям, находящим своё выражение в селективном фотоэффекте. [c.141]

    Современные теории фотоэффекта, построенные на основе волновой механики, приводят к векториальному селективному фотоэффекту. С точки зрения этих теорий непонятно не появление селективного фотоэффекта в случае тонких плёнок, а наоборот, внушают сомнение опыты, показывающие отсутствие этого эффекта в случае наиболее чистых поверхностей толстых слоёв. Лйвес и Фрей [388] обратили внимание ещё на то обстоятельство, что при суждении о действии света на покрытый тонким слоем щелочного металла катод надо считаться не просто с интенсив- [c.144]

chem21.info

НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ТОНКИХ ПЛЕНКАХ

Пена

Химическим или электрохимическим способом на любую твердую поверхность можно нанести тончайший слой ме­талла. Можно создать тончайшую жидкую пленку на по­верхности твердого тела или на поверхности другой жид­кости, например масла на воде. Эти пленки ограничены с двух сторон разными фазами (воздух-металл, воздух - жидкость).

Если в жидкости сближать две капли ртути, то между ними формируется тончайшая жидкая пленка. Проволоч­ное металлическое кольцо малого диаметра, извлеченное из раствора, затянуто изнутри пленкой жидкости, кото­рая с двух сторон граничит с воздухом. Для получения и изучения таких тонких пленок используют простые ме­ханические устройства.

Двигатель с постоянным чистом оборотов медленно извлекает рамочку из раствора ПАВ с помощью тончай­шего тросика, переброшенного через шкив. На рисунке

С помощью такого устройства получают пленки из раствора ПАВ. Подни­маем рамку или понижаем уровень раствора.

А

Показаны электроды, с помощью которых можно подать импульс электрического тока (например, при изучен™ кинетики разрыва пленки). Аналогичную конструкцию имеет прибор для изучения электропроводности пленок?

Получаемые таким образом пленки ограничены с двух сторон одинаковыми фазами. Их так и называют-двуй сторонние. Извлеченные из растворов ПАВ, они в опрм деленной степени моделируют стенки отдельных пузырь^ ков в пене. Не следует упускать из виду, что моделировав ние это не полное; в пузырьках пены давление больше? чем в окружающей пену среде. И еще: внутри пузырька концентрация водяных паров значительно выше, чей

В воздухе. Двухсторонние пленки как из водных, так и из неводних (органических) растворов приковывают к себе внимание ученых. Пленка, как показали многочисленные Исследования, состоит из двух поверхностных слоев и внутреннего однородного слоя, представляющего со­Бой маточную жидкость, из которой эта пленка получе­на. Концентрация ПАВ в поверхностных слоях значи­тельно выше, чем в маточном растворе. Поэтому Свойства наружных и внутреннего слоев различны.

Наиболее вероятной моделью такой пленки можно считать «сэндвич», в котором имеется два поверхностных слоя толщиной а и прослойка б. Слои а состоят из орга­нической фазы с показателем преломления 1,45. Для слоя б его считают равным 1,333, т. е. как для воды. Трехслой­ная модель позволяет многое объяснить сравнительно просто, и в частности процесс образования так назы­ваемых черных пленок.

Из среднего слоя пленки жидкость постепенно выте­кает, и два поверхностных слоя сближаются. В результа­те пленка будет состоять из двух поверхностных слоев, которые, взаимодействуя между собой, придают пленке особую устойчивость. Такие предельно утонченные плен­ки называют черными; их толщина составляет примерно 50 А (5 нм). Процесс образования черных пленок проис­ходит скачкообразно и состоит в появлении отдельных черных пятен на сравнительно толстой пленке. Затем по мере вытекания жидкости из среднего слоя отдельные пятна сливаются, образуя сплошную черную пленку.

Под микроскопом легко наблюдать появление черных пятен при утончении мыльных пленок до 4-10 нм; черный цвет пятен обусловлен взаимным гашением па­дающего и отраженного света. Появление черных «дыр» на мыльных пузырях наблюдал еще Ньютон.

Черные пленки в пенах появляются не всегда. Они образуются лишь при определенной концентрации ПАВ в растворе и определенной кратности пены. Большое зна-

I

У

Монослои

Ї V

I Л»»

Монослои

Это «бутерброд», он же «сэвдвнч».

Чение имеют вид поверхностно-активного вещества и ус­ловия хранения пены. Из черных пленок жидкость уже не вытекает, и причиной их разрыва является образование дырок. Однако немедленный разрыв совсем не обязате­лен. Некоторым исследователям удавалось при опреде­ленных условиях сохранять черные пленки годами. Од­ним из таких удачливых экспериментаторов был Дьюар, с именем которого связано изобретение двухстенных со­судов для хранения сжиженных газов (термосы).

Черные пленки можно получить не только из водных растворов ПАВ. Они образуются в неводных углеводо­родных пенах, в белковых пленках.

Исследования черных углеводородных пленок-одна из «молодых» отраслей физико-химической науки, она насчитывает всего четверть века. Авторы единственной монографии по этим вопросам П. М. Кругляков и Ю. Г. Ровин отмечали еще несколько лет назад, что «количество публикаций, посвященных черным углеводо­родным пленкам, неуклонно растет и уже превысило ты­сячу». Расскажем в связи с этим чуть подробнее об угле­водородных пленках.

Все, кому приходилось иметь дело с керосином;

Иіают, что при самом небольшом встряхивании на по­верхности возникают пузырьки, которые переливаются всеми цветами радуги, подобно той, какую мы видим на поверхности влажного городского асфальта. Происхо­ждение этих «радуг» одинаковое: интерференция солнеч­ного света в тонких углеводородных пленках.

Но, как помнит читатель, получить стойкую пену из Чистой воды нельзя. Почему же вспенивается керосин, но не дает пены бензол или чистый этиловый спирт? Дело в том, что чистая вода, бензол, спирт-индивидуальные вещества, а керосин-это смесь различных углеводоро­дов, и некоторые из них обладают свойствами ПАВ. Но это поверхностно-активные вещества, растворимые толь­ко в углеводородах (так называемые маслорастворимые ПАВ). Они-то и предопределяют ценообразование в ке­росине, бензине, а тем более в нефти.

Изучение структуры углеводородных пленок имеет большое значение в теории эмульсий (эмульсии типа «масло в воде» и «вода в масле»). Эти эмульсии широко применяют в виде водоэмульсионных красок, водора­створимых органических пластификаторов, клеев и дру­гих продуктов, используемых в технике и в быту.

Черные углеводородные пленки образуются и «жи­вут» так же, как черные пленки из водных растворов ПАВ, но они, как правило, более устойчивые и более тонкие. Специалисты считают, что толщина черной угле­водородной пленки равна двум длинам углеводородного радикала в молекулах. Так, для четыреххлористого угле­рода толщина пленки составляет 4 нм. В принципе по толщине этих пленок можно косвенно оценивать длину углеводородных радикалов в молекулах веществ, из ко­торых пленка образована.

Черные пленки, состоящие из белковых соединений, входят в структуру клеток всех живых организмов. По современным представлениям, старение-это необра­тимые изменения в организме на клеточном уровне,в том числе и в черных пленках. Поэтому геронтологи (геронтология-раздел физиологии, изучающий процессы и явления, связанные со старением организма) начали всесторонне изучать такие черные пленки. Известный спе­циалист по вопросам структурирования белковых систем доктор химических наук В. Н. Измайлова с сотрудника­ми установили, что белки в черных пленках претерпе­вают превращения. Изучение их структуры, а также вида и кинетики превращений может иметь чрезвычайно важ­ное значение для объяснения многих биологических про­цессов, влияющих на развитие болезней и старение. И, несомненно, полная расшифровка структуры черных пле­нок, условий их образования и распада может способ­ствовать направленному получению устойчивых пен из углеводородных композиций.

На берегах морей вдоль линии прибоя всегда можно в» деть валы пены. Откуда пена? Вспенивается морская вс да из-за присутствия в ней органических веществ с высо­кой поверхностной активностью-продуктов жизнедея­тельности морской …

Казалось бы, производство кокса и образование пены - процессы трудносовместимые. Однако технологи-коксо - Вики считают пену своим основным врагом. На установках замедленного коксования вырабаты­Вается основное количество малозольного нефтяного кок­са, который …

209 Одежда верхняя и нижняя, мужская, женская и для самых маленьких, рабочая и праздничная, для туристов и кос­монавтов, для зимовщиков в Арктике и пастухов в полу­пустыне, современная и прошедших веков-огромное …

msd.com.ua

Многослойные толстые пленки - Энциклопедия по машиностроению XXL

МНОГОСЛОЙНЫЕ ТОЛСТЫЕ ПЛЕНКИ  [c.68]

По-видимому, все уравнения, выведенные в настоящем разделе, имеют лишь ограниченное значение с практической точки зрения. Однако они позволяют выработать некоторые простые правила, которыми можно руководствоваться пока механизм образования многослойных толстых пленок не будет разработан обстоятельнее.  [c.156]

Имеется широкий выбор грунтовок, различающихся по качеству и по целям применения. Различия, однако, обусловлены не только разнообразием полезных свойств и качества в пределах каждого вида грунтовок, но и назначением покрытия в зависимости от способа его нанесения и толщины образуемой пленки. Когда покрытие наносится на относительно гладкую поверхность без острых пиков и с ограниченными или временными защитными целями, может быть достаточна только тонкая пленка (например, одной первичной грунтовки). Когда же текстура поверхности значительно сильнее выражена, когда коррозионная среда более агрессивна и когда необходима более существенная защита, требуется более толстая пленка в этом случае первоначальную обработку следует продолжить, добавив один или несколько грунтовых покрытий. Следует использовать двухступенчатую технологию нанесения. Когда же текстура еще более грубая, как, например, на разъеденной стали, требуется очень толстая пленка. В этом случае могут применяться многослойные грунты, причем число слоев зависит от ожидаемого срока службы и условий среды.  [c.282]

Отличие химически отверждаемых покрытий 0(г отверждаемых на воздухе при окислении заключается в том, что сушка их идет равномерно вне зависимости от близости к поверхности подложки, тогда как сушка масляных красок идет от поверхности, т. е. в глубине от границы контакта с воздухом. Поэтому отверждение толстых слоев масляной краски происходит долго. Разработка химически отверждаемых материалов способствовала прогрессу в применении защитных покрытий, обладающих значительной толщиной, с соответствующим улучшением их характеристик и долговечности. В последнее время их применение способствовало дальнейшему решению проблемы защиты стали в агрессивной атмосфере. Стало возможным наносить однослойное покрытие с толщиной и показателями многослойного, при этом достигалась экономия на трудовых затратах. Более высокая стоимость толстых пленок с лихвой возмещается экономией во времени и в стоимости затрат при нанесении покрытия. Особый интерес представляют покрытия на основе красочных материалов, не содержащих растворителей. В этом случае необходимо отметить использование маловязких смол, а также сочетание эпоксидных смол с другими смолами, которые дают покрытия с высокими показателями и при-  [c.499]

Сварка инфра-красным (ИК) излучением. Способ сварки ИК-излучением позволяет сваривать различные толщины пленок из полиэтилена низкой плотности с обеспечением высокой прочности сварных соединений и, в первую очередь, может быть рекомендован для сварки толстых пленок и многослойных соединений.  [c.31]

Покрытия из мягких антифрикционных металлов используют в качестве твердых смазок при трении скольжения и качения. Сочетание твердой подложки, обладающей высоким сопротивлением нормальным нагрузкам, и мягкой пленки с малым сопротивлением сдвигу лежит в основе механизма действия этих смазок. Важным фактором является толщина слоя покрытия. Слишком тонкая пленка быстро изнашивается, толстая — не обеспечивает необходимого сопротивления нормальным нагрузкам. Характерным является резкое улучшение в присутствии металлических смазок процесса приработки трущихся соединений. Серебро, индий, свинец используют в виде многослойных композиций, наносимых различными способами на поверхность трения. Некоторые многослойные смазочные материалы содержат сульфиды, серебро, свинцово-индиевые сплавы и другие сочетания.  [c.244]

В таких условиях даже относительно толстые однослойные покровные пленки, кроме типичных протекторных покрытий, не обеспечивают надежной защиты. Здесь необходимы комбинированные многослойные покрытия, в которых сочетается достаточная стойкость самого по-  [c.214]

При резком различии тепловых или вибрационных характеристик конструкционного материала и покрытия и слабом сцеплении между основой и покровной пленкой знакопеременные тепловые нагрузки и вибрация могут привести к полному нарушению адгезионной связи и отслаиванию покрытия. В подобных случаях тонкие эластичные пенки обладают преимуществами перед толстыми, как правило, сильно напряженными покрытиями. Кроме того, при одинаковой общей толщине удачно выбранные многослойные покрытия часто ведут себя в условиях тепловых нагрузок и вибрации лучше, чем однослойные, вследствие взаимной компенсации сдвигающих усилий на границах отдельных слоев. Однако решающим фактором является адгезия на границе основы и покрытия, которая для рассматриваемых условий должна быть  [c.216]

При нагревании стали до 600° скорость роста окисной пленки подчиняется степенному закону с показателем степени больше двух. При этой температуре на поверхности стали образуются все три окисла ГегОз, Гез04 и FeO. Толстые многослойные пленки имеют много дефектов в етроении, вызванных различием в линейных и объемных коэффициентах теплового расширения. Наличие на поверхности надрывов и трещин облегчает процесс диффузии и способствует повышению скорости роста пленки. Разные окислы слабо сцеплены между собой, поэтому иногда наблюдается откалывание окалины даже без воздействия абразива. Этот процесс особенно заметен на углеродистых сталях при температуре выше 575°, когда на границе металл — пленка начинает образовываться закись железа, имеющая плохое сцепление с основным металлом [20]. Кроме того, толстые пленки очень хрупки, что приводит к возрастанию роли ударного износа, так как даже малоабразивные и мелкие частицы будут пробивать окалину, тогда как при ее отсутствии они практически не влияют на износ. Образованию рыхлых пленок спо-  [c.27]

Краски на основе хлоркаучука, правильно пластифицированные пластификаторами иа основе моноэфира и связанными смолами, сочетают устойчивость к кислотам и щелочам с устойчивостью к атмосферным воздействиям, а также декоративность. Такие материалы позволяют получать непроницаемые антикоррозионные многослойные покрытия, и неудивительно, что они все шире применяются в промышленных установках. Устойчивость красок иа основе хлорированного каучука против щелочей способствует их применению для защиты бетона там, где особенно важно предотвратить коррозию находящейся в нем стали. Разработаны также покрытия иа основе хлорированного каучука, наносимые в виде толстых пленок толщиной до 125 мкм за один раз, и обладающие высокой стойкостью прн правильном выборе толщины.  [c.498]

Никель чувствителен к агрессивным воздействиям, особенно в промышленной атмосфере. Из-за потускнения металла ве едст-вие образования пленки основного сульфата никеля, уменьшающего зеркальный блеск поверхности, покрытия постепенно теряют отражательную способность [4]. Для того чтобы уменьшить потускнение, на никель электроосаждением наносят очень тонкий (0,0003—0,0008 мм) слой хрома. Отсюда возник термин хромовое покрытие , хотя в действительности оно в основном состоит из никеля. Оптимальные условия защиты достигаются, если в покровном хромовом слое образуются микротрещины. Чтобы получить этот эффект, в гальванические ванны для электроосаждения хрома вводят соответствующие добавки. Тонкий никелевый слой, осажденный из электролита, содержащего блескообразователи (обычно соединения серы), в свою очередь наносится на вдвое или втрое более толстый матовый слой, электроосажденный из обычной ванны никелирования. Многочисленные трещины в хроме способствуют инициации коррозии во многих местах поверхности, что уменьшает в конечном итоге глубину коррозионных разрушений, которые в противном случае протекали бы в нескольких отдельных точках. Блестяпщй никель, содержащий небольшие количества серы, является анодом по отношению к нижнему слою никеля, в котором серы меньше, и поэтому выступает в качестве протекторного покрытия. Развитие любого питтинга, образующегося под хромовым покрытием, происходит в основном вширь, а не за счет роста в глубь никелевых слоев. Таким образом, предотвращается коррозия основного металла. Система многослойных покрытий обладает более высокой защитной способностью, чем однослойные хромовые или никелевые покрытия той же толщины [51.  [c.234]

Так как для неингибированных материалов эффект последействия отсутствует при любых толщинах пленки, а уровень паропроницаемости (водопроницаемости, проницаемости — диффузии — кислорода, протонов, водорода, ионов, хлора, диоксида серы и других деполяризаторов) даже при толщинах более 500 мкм остается весьма больщим, основной причиной этого эффекта считается анодная химическая и главным образом концентрационная поляризация, т. е. поляризация за счет повышения работы выхода гидратированного иона, трудности его отвода (диффузии) через достаточно толстые слои покрытия. Поэтому для смазок типа ПВК, битумных составов и мастик, восковых составов более или менее надежная защита обеспечивается при толщине слоя не менее 1 мм (1000 мкм). По этой же причине рекомендуется многослойное нанесение защитных лакокрасочных материалов до трех и более слоев.  [c.189]

В результате на образце без покрытия образовался толстый рыхлый покров многослойной окалины. Это объясняется тем, что при термо-циклировании и повторных нагружениях окисная пленка растрескивается и под ней происходит дальнейшее окисление металла. Результатом являются большие потери металла на окисление, что в свою очередь приводит к уменьшению надежности работы элементов энергооборудо-вания.  [c.70]

Лакокрасочной покрытие, как правило, бывает многослойным, что вызвано необходимостью разделения функций между слоями. Так, грунт обеспечивает хорошую адгезию к основанию и выполняет роль ингибитора, но может пропускать влагу. Наружные слои краски служат для влагозащиты, защиты от фотохимической деструкции и выполняются в виде нескольких слоев потому, что каждый тонкий слой, примерно в 20 мк, равномернее сохнет, с минимальными внутренними напряжениями, тогда как нанесение сразу толстого слоя приводит к значительной пористости и рыхлости пленки при удалении растворителя из глубинных участков.  [c.88]

mash-xxl.info


Sititreid | Все права защищены © 2018 | Карта сайта