Технология и физико-химические свойства тонкопленочных материалов на основе системы двойных оксидов ZrO2-GeO2

• Автор: Борило, Лариса Николаевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Физикохимические закономерности получения тонкопленочных материалов на основе двойных оксидов Ъг и веСЬ

1.1 Современные подходы к синтезу веществ и материалов

1.2 Современное состояние проблем по физикохимии тонкопленочных материалов

1.2.1 Место тонкопленочного состояния вещества в химическом знании

1.2.2 Определение и классификация тонких пленок

1.2.3 Отличительные особенности тонкопленочного состояния вещества

1.2.4 Особенности методов получения тонких пленок

1.3 Получение материалов с использованием зольгель процессов

1.4 Физикохимическое изучение системы 2Ю2Се

1.4.1 Диоксид германия и материалы на его основе
1.4.2 Диоксид циркония и материалы на его основе
1.4.3 Двойные оксиды Ъх0е и материалы на их основе
1.5 Использование пленок в различных областях современной технике
1.5.1 Применение тонких пленок
1.5.2 Требования современной технике к пленкам
1.6 Постановка цели и задач исследования
2 Исходные вещества. Методики синтеза и исследования свойств материалов
2.1 Исходные вещества для получения тонкопленочных материалов
2.2 Методика синтеза тонкопленочных материалов
2.2.1 Подготовка подложек
2.2.2 Методика приготовления растворов и получения
пленок
2.3 Исследование изменения вязкости со временем старения пленкообразующих растворов
2.4 Методики исследования состава, структуры и свойств полученных материалов
2.4.1 Рентгенофазовый анализ
2.4.2 Диференциальнотермический анализ
2.4.3 ИКспектроскопия
2.4.4 Изучение оптических свойств пленок
2.4.5 Электрофизические исследования
2.4.6 Адгезия пленок
2.4.7 Растровая электронная микроскопия
2.4.8 Атомносиловая микроскопия
2.4.9 Химическая устойчивость
2.4. Кислотноосновные свойства поверхности
3 Физикохимические процессы, протекающие в пленкообразующих растворах
3.1 Основные физикохимические процессы, обусловливающие получение пленок по зольгель технологии
3.2 Пленкообразующие растворы на основе тетрахлорида германия
3.3 Пленкообразующие растворы на основе оксохлорида циркония
3.4 Свойства пленкообразующих растворов для получения пленок
на основе двойных оксидов 2гО2Се
4 Физикохимические исследования процессов формирования тонких
оксидных пленок системы те
4.1 Образование пленки на поверхности твердого тела
4.2 Процессы, протекающие при нанесении пленкообразующего
раствора на подложку
4.3 Физикохимические процессы, протекающие при формировании пленок на основе ТхОъ, ве
4.4 Физикохимические процессы, протекающие при формирования пленок на основе двойных оксидов 2Ю2Се
5. Физикохимические свойства и структура пленок
двойных оксидов гюе
5.1 Изучение фазового состава полученных пленок
5.2 Изучение структуры пленок двойных оксидов
5.3 Свойства пленок на основе двойных оксидов 2Ю2Се
5.4 Изучение кислотноосновных свойств системы 2Юе
5.5 Модифицирование поверхности катализаторов на основе цеолитов марки двойными оксидами гЮеО2
6. Технологическая схема получения. Области практического
использования
6.1 Построение математических моделей процессов нанесения оксидных пленок из ПОР
6.2 Технологическая схема получения и модифицирования тонкопленочных и дисперсных материалов
6.3 Критерии управления составом и структурой полученных материалов
6.4 Области практического использования полученных тонкопленочных материалов
Выводы
Список использованных источников


Речь идет о связи фундаментальной и прикладной химии с химическим материаловедением и различными технологиями, взаимосвязь эта может быть выражена формулой превращение предмета исследования в предмет использования, причем под термином предмет надлежит понимать явления в большей мере, чем свойства. В связи с этим возникла необходимость расширения задач направленного синтеза и возникновения целенаправленного синтеза ЦНС веществ и материалов, заключающего в себе единую схему химия материаловедение технология. В качестве базового алгоритма можно предложить следующее выбор целевых параметров свойств, характеристик прогнозирование физикохимическое, конструкционное, технологическое, эксплуатационное экономическая целесообразность экологическая надежность оптимизация целевых параметров направленный синтез аттестационная оценка синтезируемых материалов на соответствие критерию цели корректировка условий синтеза создание банка инженерных методик и прикладных программ основных этапов синтеза, методов исследования и контроля выход на производственную технологию с учетом автоматизации, компьютерного управления, роботизации расширение возможностей практической реализации разработки. За основу физикохимического прогноза берут электронное строение вещества и находят его взаимосвязь с физикохимическими свойствами. Реальная электронная структура вещества может быть рассчитана, если есть выражения для атомной структуры, известен ближний порядок координации структурных элементов. Важным для ЦНС является учет электроннофазовых переходов, имеющих электрическую и магнитную природу. Учет этих процессов позволяет прогнозировать проводящие и магнитные материалы. Переход к макросостоянию дает модельностатистический метод прогнозирования свойств веществ и материалов. Этот метод имеет возможность найти закономерности, моделирующие макроскопические свойства материала и позволяет увязывать фундаментальные и целевые свойства материала с его микроструктурой и композиционной структурой. При прогнозе композиционной структуры и ее свойств необходимо учитывать структурные фазовые превращения и с учетом этого прогнозировать либо стабильные, либо мобильные неустойчивые функциональночувствительные композиционные структуры. Композиционное прогнозирование позволяет выбрать оптимальную композиционную структуру материала. Технологическое прогнозирование позволяет найти критерии управления процессами получения материала и оптимизировать эти процессы. Эксплутационное прогнозирование показывает наиболее благоприятные условия эксплуатации изделий, учитывает химическую и физическую совместимость веществ, составляющих материал, позволяет регулировать процессы старения, срок службы и надежность изделий. Экономическая целесообразность отталкивается от целей, задающихся на национальном уровне, здесь же выявляются приоритетность распределения национальных ресурсов, условия природопользования, основные параметры регулирования социальноэкономических процессов перевооружение производства, доходы. Разработка становится экономически выгодной лишь в том случае, если затраты на нее не превышают экономию от ее применения. Экологическая надежность является важным условием сохранения экономического и социального развития. Направленный синтез осуществляется после оптимизации целевых параметров и учитывает химические принципы конструирования материалов, включая физикохимический, термодинамический и кинетический подходы. Аттестационная оценка важна как при контроле достигаемых целевых параметров, так и на наиболее ответственных технологических стадиях процесса получения материала. Это дает возможность своевременно вмешаться в технологический процесс, внести корректировки либо снять изделие с технологического маршрута, если это экономически себя оправдывает. Комплекс прогнозирования свойств и физикохимическая аттестация материалов позволяют дать практические рекомендации использования не только готового материала, но и брака, тем самым расширяется область практического использования синтезируемых материалов.