Структура и свойства полимеров с нанометровыми покрытиями

• Автор: Панчук, Дарья Аркадьевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Особенности фрагментации и рельефообразования в поверх постном слое полимеров с тонкими жесткими покрытиями при растяжении.
1.1.1. Влияние природы полимера на структурные перестройки, сопровождающие деформирование полимеров с покрытиями наномстровой толщины
1.1.2. Механизм возникновения и факторы, влияющие па период регулярного микрорельефа, образующегося при деформировании полимеров со слоями металлов наиометровой толщины
1.1.3. Фрагментация тонкого металлического слоя в условиях растяжения полимераподложки .

1.2. Особенности механического поведения покрытий наномстровой толщины

1.2.1. Механизмы увеличения прочности в нанокристаллических металлах.

1.2.2. Причины разупрочнения поликристалличсских нанокристаллических материалов

1.2.3. Механические свойства аморфнонанокристаллических материалов.

1.2.4. Влияние полимерной подложки на механические свойства

нанокристаллических металлов
1.2.5. Методы исследования механических свойств покрытий в тонких слоях.
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Объекты исследования.
2.2. Методы исследования
2.2.1. Динамомечрические исследования .
2.2.2. Сканирующая электронная микроскопия
2.2.3. Атомносиловая микроскопия.
2.2.4. Просвечивающая электронная микроскопия.
2.3. Метод оценки деформационнопрочностных свойств тонких покрытий на полимерной подложке.
2.3.1. Оценка прочности покрытий
2.3.2. Оценка величины пластической деформации покрытий
2.3.3. Оценка предела текучести покрытий.
Глава 3. Деформационнопрочностные свойства и структура покрытий нанесенных различными методами.
3.1. Деформационнопрочностные свойства и структура покрытий, нанесенных методом термического напыления.
3.1.1. Деформационнопрочностные свойства и структура золотого покрытия, нанесенного методом термического напыления в вакууме
3.1.2. Деформационнопрочностные свойства и структура алюминиевого покрытия, нанесенного методом термического напыления, на ПЭТФ подложку
3.1.3. Структура и свойства углеродных покрытий, нанесенных на ПЭТФ пленки методом термического напыления в вакууме.
3.2. Структура и свойства покрытий на основе модифицированного кремнезема,
нанесенного на ПЭТФ подложку из раствора.
Глава 4. Структура и свойства покрытий на основе благородных металлов, нанесенных на полимеры методом ионноплазменного напыления.
4.1. Оценка деформационнопрочностных свойств покры тий благородных металлов, нанесенных на полимер методом ионноплазменного напыления
4.2. Структурные особенности покрытий благородных металлов, нанесенных на полимер методом ионноплазмеиного напыления
4.3. Структурномеханическое исследование полимеров, имеющих тонкие покрытия благородных металлов, нанесенных на полимер методом ионноплазменного напыления
4.4. Структура и деформационнопрочностные свойства поверхностных слоев полимеров, обработанных в холодной плазме.
4.5. Модельное рассмотрение оценки деформационнопрочностных свойств покрытий на основе благородных металлов, нанесенных на полимер методом
иопноплазменного напыления.
Глава 5. Практические аспекты использования полимерных пленок с тонкими жесткими покрытиями.
5.1. Применение подложек с различными микрорельефами поверхности в оптоэлектронике и устройствах отображения информации
5.2. Температурносиловые воздействия на полимерные пленки с металлическим покрытием, как метод создания пленок с регулярным микрорельефом.
5.3. Особенности возникновения и формирования микрорельефа при
деформировании полимеров обработанных в плазме
Литература
Введение


Было установлено, что период регулярного микрорельефа связан со скоростью растяжения полимера следующим образом чем больше скорость растяжения, тем меньше период микрорельефа. Было установлено , что скорость растяжения оказывает влияние в первую очередь на уровень напряжения в деформируемом образце, поскольку другие параметры процесса температура, геометрия образца, толщина плнки и покрытия поддерживались постоянными. Как оказалось, скорость растяжения приводит к существенному росту напряжения в полимере, который отчетливо коррелирует с изменением периода микрорельефа, то есть, чем выше напряжение, тем меньше период рельефа, и наоборот. Эти результаты позволили предположить, что обнаруженный эффект связан с решающей ролью механического напряжения в формировании микрорельефа. Для того, чтобы в чистом виде выявить влияние механических напряжений на процесс возникновения микрорельефа, обнаруженный эффект был исследован в статических условиях, т. Для решения поставленной задачи в работе были проведены эксперименты, типичные результаты которых представлены на рис. Хорошо видно, что с увеличением времени релаксации деформированного полимера, имеющего платиновое покрытие, в зажимах динамометра при температуре
деформации заметно растт период возникающего микрорельефа, а также его регулярность. МПа к у мкм
Рис. Зависимость напряжения в образце ПЭТФ в процессе растяжения время растяжения отмечено вертикальной штриховой линией и в условиях релаксации напряжения после остановки растягивающего устройства 1 и соответствующего изменения периода микрорельефа в условиях релаксации напряжения 2 . Таким образом, исходя из результатов, представленных на рис. Ранее была выявлена роль нескольких факторов, определяющих условия рельефообразования в системах полимер тврдое покрытие. Этих условий достаточно, чтобы установить механизм наблюдаемых явлений. Авторы работ провели теоретический анализ явления возникновения регулярного микрорельефа при деформировании полимерной плнки с тонким тврдым покрытием. В работах был проведен аналогичный анализ, однако сделанный с учтом конкретных явлений, наблюдавшихся в экспериментах. Рассматривали случай, когда
податливая подложка является упругой случай сшитого каучука и решали задачу о потере устойчивости при сжатии жесткой упругой пластины, имеющей идеальную адгезионную связь с менее жесткой упругой полуплоскостью подложкой. ЬЕ,Е, где V коэффициет Пуассона подложки, Е модуль упругости подложки при растяжении, Е модуль упругости покрытия, Ь толщина покрытия. Полученное уравнение полностью аналогично уравнению, полученному в работах для периода рельефа, возникающего в пленке с покрытием в условиях плоскостного сжатия. Этот результат позволяет сделать два вывода. Вопервых, при сжатии подложки с нанеснным жстким покрытием, то есть, в условиях, при которых наблюдается возникновение регулярного микрорельефа, покрытие должно изгибаться с образованием волнообразного микрорельефа, имеющего период X. Вовторых, длина волны периода X определяется толщиной покрытия чем толще покрытие, тем больше период микрорельефа и отношением модуля покрытия к модулю подложки. Предложенный механизм рельефообразования получил эксперимен тальное подтверждение в работах 6,7. Этот анализ явлений потери устойчивости позволил объяснить механизм рельефообразования для случая использования упругой Есаучуковой подложки. Однако подробные исследования процесса рельефообразования при деформировании полимерных систем тврдое покрытие на податливом основании с использованием термопластичных полимеров ПЭГФ, ПВХ в качестве подложки не позволяют считать приведнный выше анализ успешным. Согласно теории упругости , потеря устойчивости является критическим явлением. При напряжениях ниже критического покрытие на упругом основании должно оставаться плоским. При достижении критического напряжения покрытие должно терять устойчивость по всей своей поверхности. Системы на основе каучуковой подложки теряют устойчивость именно так. При этом регулярный микрорельеф РМР возникает. Хорошо видно, что на начальных этапах растяжения рис. По мерс развития деформации рис. На этой стадии микрорельеф ещ не регулярен. Зв. Зг.