Технология и физико-химические свойства тонкопленочных и дисперсных функциональных силикофосфатных материалов

• Автор: Лютова, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 05.17.11, 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1 ФИЗИКО ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ И ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1 Современные подходы к синтезу функциональных материалов

1.1.1 Определения и классификация функциональных материалов

1.1.2 Методы синтеза функциональных материалов

1.2 Получение и свойства биосовместимых материалов

1.2.1 Виды и использование биосовместимых материалов

1.2.2 Методы синтеза биосовместимых материалов

1.2.3 Исследование биологических свойств биосовместимых материалов

1.3 Материалы на основе силикофосфатных систем

1.3.1 Система Р58Ю2
1.3.2 Система Са0Р58Ю2
1.4 Получение кремнеземсодержащих материалов зольгель методом
1.5 Постановка цели и задач исследования
Глава 2 ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА. МЕТОДИКИ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ.
2.1 Характеристика исходных веществ.
2.2 Приготовление пленкообразующего раствора
2.3 Исследования изменения вязкости во времени старения пленкообразующих растворов. Вискозиметрия.
2.4 Изучение оптических свойств.
2.5 Термический анализ
2.6 Инфракрасная спектроскопия
2.7 Рентгенофазовый анализ
2.8 Атомносиловая микроскопия
2.9. Растровая электронная микроскопия
2. Кислотноосновные свойства поверхности.
2. Измерение шероховатости поверхности
2. Адгезия
2. Исследование биологических свойств материалов
Глава 3 ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРАХ
3.1 Разработка составов пленкообразующих растворов
3.2 Исследование физикохимических процессов, протекающих в
пленкообразующих растворах
Выводы по главе 3.
Глава 4 ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ И ДИСПЕРСНЫХ ОКСИДНЫХ СИСТЕМ.
4.1 Формирование пленок.
4.2 Физикохимические процессы, протекающие при формировании
оксидной системы в пленках
Выводы по главе 4.
Глава 5 ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
5.1 Исследование морфологии поверхности пленок
5.2 Адгезия пленки к поверхности
5.3 Изучение кислотноосновных свойств поверхности пленки.
Глава 6 ОБЛАСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
6.1 Результаты исследования биологической активности полученных образцов.
6.2 Технологическая схема получения
Выводы по главе 6
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основные принципы [9-]: принцип периодичности изменения свойств твердофазных соединений элементов, расположенных в порядке возрастания атомного номера; принцип непрерывности, совместимости компонентов равновесной системы; принцип химического, термодинамического и структурного подобия; принцип разупорядоченности; принцип непостоянства состава твердофазных соединений; принцип неравномерности объемных и поверхностных свойств и т. Набольший эффект возможен при сочетании таких методик с химическими методами гомогенизации исходных предшественников, методами «мягкой» химии и др. Важной стадией в процессе формирования материалов является моделирование, результаты которой подтверждают или опровергают существующие интерпретации полученных экспериментальных данных, а в ряде случаев дают уникальные прогнозы, существенно сокращающие и упрощающие разработку и внедрение новых материалов []. Исследование структуры материалов и их свойств: физика и химия материалов, моделирование, методы исследования. Управление свойствами материалов предполагает организацию их функциональности: исследование физических и химических свойств, исследование стабильности свойств, работоспособности в условиях износа, коррозии, изменения температуры и т. Технологические аспекты: перерабатываемость, возможность придания комплекса свойств, технологии нанесения покрытий, технологии производства. Управление полным эксплуатационным циклом материалов: материальный и энергетический баланс, оценка полного эксплуатационного цикла, проблема обеспечения исходным сырьем и его повторная переработка, повторная переработка материалов [,]. Определения и классификация функциональных материалов. Функциональные материалы могут быть определены как материалы, свойства которых организуют или конструируют таким образом, чтобы они могли удовлетворить конкретному назначению (исполняемой функции) контролируемым способом [2,]. Существует несколько классификаций функциональных материалов. По составу материалы достаточно разнообразны и могут быть объединены в группы (табл. Таблица 1. Классификация материалов по составу. Важным классом являются сложные оксиды (ферриты, кобалыаты, купраты, ниобаты, молибдаты, манганаты и другие соединения щелочных, щелочноземельных, редкоземельных элементов и их различные более сложные сочетания). Оксидные материалы представлены керамикой различного состава, монокристаллами, стеклами, тонкими пленками, толстопленочными покрытиями и др. Тонкие пленки представляют собой уникальные микроструктурные объекты. Они могут создаваться в виде монокристаллических, поликристаплических или аморфных слоев. Микроструктура пленок существенным образом зависит от подложки, на которую нанесена пленка, и условий получения. Управляя процессом изготовления, можно получать разные микроструктуры тонких пленок. В работе [] приведены два критерия тонкопленочного состояния веществ. Первым является размерный, или так называемый фактор дисперсности, второй - фактор гетерогенности (или многофазности). В случае тонких пленок влияние границ раздела как с окружающей средой, так и с поверхностью твердого тела, на которую нанесена пленка, является определяющим, что отражается на строении и свойствах последних (рис. Рис. Значительные отличительные свойства тонкопленочного состояния вещества следует связывать и со спецификой их макроструктуры (так называемый эпитаксиальный эффект), которая определяется природой подложки и процессами образования [-]. Реакционная способность этих материапов облегчает и протекание твердофазных реакций [,]. Твердофазные реакции совершаются через ряд стадий, которые в общем случае включают адсорбцию реагентов, реакцию на поверхности, химический акт взаимодействия, диффузию реагирующих веществ [,,]. Большая реакционная площадь и малая масса вещества для тонких пленок будет сказываться на скорости протекания той или иной стадии, что может повлечь за собой изменение лимитирующей стадии процесса []. Реакции в тонких пленках могут протекать при значительно более низких температурах, нежели в объеме, и существенно понижают энергию активации образования продуктов реакции []. Елисеевым A. A. и Лукашиным A.