- •1.Этапы развития исследований структуры и свойств поверхностей, покрытий, пленок.
- •2.Тонкие пленки и их классификация.
- •3. Основные параметры тонких покрытий
- •4 Стадии и механизмы роста пленок при их осаждении из газового потока
- •5.Образование адсорбционной фазы и зародышей конденсированной фазы
- •6. Термодинамическая теория зародышеобразования.
- •7. Физико – химические основы активационной обработки поверхностей.
- •8. Механическая активация поверхностей.
- •9. Химическая активация поверхностей.
- •10. Физическая активация поверхностей.
- •11. Нанесение полимерных покрытий
- •12. Классификация методов нанесения полимерных покрытий.
- •13.Нанесение полимерных покрытий электростатическим методом
- •14. Монолитизация покрытий.
- •15.Технологичекие рекомендации по нанесению полимерных покрытий.
- •16.Структура и свойства полимерных покрытий.
- •17 Технологические методы повышения адгезии покрытий.
- •18.Нанесение покрытий в вакууме.
- •20.Лазерное напыление покрытий.
- •21. Электронно-лучевое нанесение вакуумных покрытий.
- •22. Особенности электронно-лучевого испарения диэлектриков
- •23. Электродуговое нанесение покрытия
- •24. Реактивные методы нанесения покрытий
- •25.Катодное распыление
- •26.Магнетронное распыление
- •27.Технология получения покрытий плазмо-ионным распылением в несамостоятельном газовом разряде
- •28.Технология формирования тонких полимерных покрытий из активной газовой фазы
- •29. Антифрикционные и износостойкие покрытия
- •30.Методы контроля параметров осаждения пленок
16.Структура и свойства полимерных покрытий.
Основным технологическим параметром, влияющим на структуру полимерного покрытия, является скорость его охлаждения. Кристаллизующиеся полимеры имеют большой набор полиморфных состояний, которые могут быть зафиксированы в результате соответствующего охлаждения.
В общем случае, степень структурной упорядоченности зависит от природы полимера и условий формирования покрытий. Для полимерных покрытий характерно проявление следующих структурных особенностей:
1. На границе раздела фаз образуется упорядоченный слой полимера, имеющий достаточно высокую плотность. Это связано с тем, что на границе фаз реализуется, как правило, сильное адгезионное взаимодействие и участки поверхности подложки могут выполнять роль искусственных центров зародышеобразования.
2. На некотором расстоянии от поверхности всегда формируется слой, который имеет высокую концентрацию дефектов, низкую упорядоченность, и, как следствие этого, — низкую плотность.
Для характеристики состояния слоев, находящихся на границе раздела фаз вводят понятие граничный слой. В общем случае это слой, в пределах которого сказывается влияние поверхности подложки. Это влияние заключается в:
1. Изменении сегментальной подвижности макромолекул (на границе раздела она ниже).
2. Изменении плотности упаковки, плотности материала (причина — ориентационное действие поверхности подложки, которое проявляется в слоях полимера на расстоянии до 100 мкм).
3. Изменении массо-молекулярного распределения. В граничном слое мак- симум распределения молекул по значению молекулярной массы смещается в область меньших значений.
4. В протекании в граничных слоях диффузия атомов и молекул материала, с которым контактирует полимер. При этом процессы диффузии сопро- вождаются хемосорбционным взаимодействием макромолекул полимера с поверхностью подложки.
5. В ингибирующем или инициирующем действии твердой поверхности подложки на протекание процессов окисления, сшивки и других химиче- ских реакций.
17 Технологические методы повышения адгезии покрытий.
В соответствии с адсорбционной теорией адгезия на молекулярном уровне и определяет прочность адгезионных соединений. На основании данных представлений предлагаются следующие технологические приемы повышения адгезии :
1. Изменение химической природы полимера, введение в состав макро- молекул полярных групп.
2. Повышение подвижности макромолекул, что может быть достигнуто
повышением температуры, снижением молекулярной массы. При этом следует учитывать, что снижение молекулярной массы ведет к уменьшению механической прочности полимера.
3. Повышение полярности поверхности подложки, например, её окис- ление, фосфатирование.
Максимальная адгезионная прочность достигается при формировании диффундирующего слоя, содержащего определенное количествометалла. В общем случае, на основании анализа большого числа экспериментальных данных можно предложить следующие технологические приемы, способствующие повышению адгезионной прочности:
1. Увеличение полярности полимера.
2. Введение в объем полимеров пластификаторов - низкомолекулярных веществ, уменьшающих межмолекулярное взаимодействие.
3. Снижение степени кристалличности пленок. Аморфные покрытия имеют более низкие внутренние напряжения.
4. Введение наполнителей, которые при малых значениях концентрации вызывают значительное повышение адгезионной прочности (порошков металлов и их оксидов, талька). Эффект повышения адгезии объясняется дисперсным упрочнением полимерной матрицы и катализом окисли тельных процессов, которые при определенном их уровне способствуют повышению адгезии.
5. Правильный выбор метода и режима поверхностной обработки под- ложки. Известно, например, что увеличение шероховатости ведет к повышению адгезии.
6. Оптимальный выбор природы металлической подложки. Нанесение, если это необходимо, промежуточных металлических слоев. Адгезионная прочность полимерного покрытия на металлической подложке снижается в ряду: медь, углеродистая сталь, легированная сталь, алюминий, цинк, олово, свинец.
7.Воздействие на полимер электромагнитного излучения, магнитных полей, ультразвуковых колебаний. Влияние этих факторов неоднозначно , поэтому необходимы дополнительные исследования.