Исследование процесса осаждения диэлектрических покрытий на полимерные подложки

• Автор: Карасев, Никита Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 98 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы
1.1.1. Внутреннее строение полимеров
1.1.2. Структура аморфных полимеров
1.1.3. Теплопроводность
1.1.4. Оптические свойства полимеров
1.1.5. Оптическая анизотропия
1.1.6. Оптическая неоднородность
1.1.7. Светопоглощение
1.1.8. Светорассеяние
1.2. Современные способы получения полимерных оптических элементов
1.2.1. Композиционные материалы
1.3. Лазерная стойкость полиметилметакрилата
1.4. Покрытия на оптических деталях из полимерных материалов
1.4.1 Антистатические и абразивостойкие покрытия
1.4.2. Просветляющие покрытия
Выводы по главе
Глава 2. Исследование влияния технологических факторов на свойства по- 44 крытий, осажденных на детали из полиметилметакрилата
2.1. Исследование процесса осушки ПММА
2.2. Методика расчета конструкций интерференционных систем, отвечаю- 49 щих заданным требованиям
2.3. Лучевая прочность
2.4. Исследование влияния ионной обработки поверхности детали на меха
ническую прочность покрытий на ПММА
Выводы по главе
Глава 3. Методика выбора контрольных длин волн для неравнотолщинных
диэлектрических интерференционных систем
Выводы но главе

Глава 4. Перечень оборудования, используемого в экспериментах и оценка
точности полученных результатов
4.1. Использованное вакуумное оборудование
4.2. Определение величины погрешности полученных экспериментальных
результатов
Заключение
Приложение
Библиографический список использованной литературы

Введение
Все чаще полимеры используют в качестве заменителей традиционных для оптики материалов - стекла и кристаллов. В настоящее время широкое применение получили оптические детали: защитные стекла, линзы, растры, линзы Френеля, экраны, асферическая оптика, призмы, изготовленные из синтетических полимерных материалов - полиметилметакрилата, полистирола, поликарбоната и их сополимеров. Прозрачные полимеры используют в качестве материала для лазерной оптики. На их основе созданы пассивные лазерные затворы, активные элементы, линзы для лазерной офтальмологии, световоды, элементы интегральной оптики [1,2]. Это связано с такими их положительными свойствами, как высокая ударная прочность, малая масса, возможность изготовления отдельных узлов с составными компонентами как единого целого, а также с экономичностью производства. Применение полимерных материалов в новых научно-технических направлениях связано с их специфическими оптическими свойствами (поляроиды, фотополимеризуемые материалы для голографии и т.п.), а также со способностью полимеров легко совмещаться с разнообразными веществами, которые обладают ценными качествами, но не могут быть использованы самостоятельно из-за физико-механических особенностей (фотохромные полимеры на основе органических фотохромных веществ, полимерные активные волокна, полимерный лазер на красителе, лазер на волокне) [3]. В таких активных элементах используют полиметилметакрилат (ПММА) в качестве матрицы, и различные красители, как наполнители. Одним из факторов, не позволяющих широко использовать полимерные материалы, является временная нестабильность их оптических характеристик. Эта нестабильность связана с особенностями химического строения и способов получения полимеров (полимеризации, поликонденсации). Существуют технологические процессы позволяющие получать полимерные детали геометрические параметры и физико-механические свойства которых в течение долгого времени изменяются незначительно или остаются стабильными. В тоже время, такая оптическая характеристика как главный коэффициент поглощения начинает увеличиваться, изменяется спектральная характеристика пропускания. Нередко эти изменения выходят за допустимые рамки, заложенные при проектировании оптического элемента. Поэтому в конструкции

1.4. Покрытия на оптических деталях из полимерных материалов.
1.4.1 Антистатические и абразивостойкие покрытия.
На поверхностях деталей из полимеров вследствие высокого удельного электрического сопротивления (р3>1014 Ом) при чистке, трении за счет контакта с другими телами появляется статический электрический заряд. Как правило, чем ниже удельное поверхностное сопротивление - р5, тем меньше заряд на поверхностях и выше скорость утечки. Электризацию поверхностей оптических деталей из полимеров можно устранить путем соответствующей обработки и нанесения покрытий. При введении антистатических добавок в массу полимера, например, натриевых солей фосфорной и фенилфосфорных кислот, а также продуктов взаимодействия дихлоралкилсиланов с гликолями, можно получить полимерные материалы с антистатическими свойствами. Обрабатывая поверхность парами 12, Вг2, С12,1п, серным ангидридом и аммиаком с образованием аммоний-сульфатных групп, также можно устранить электризацию поверхности полимерной детали. Антистатическое покрытие может быть нанесено из растворов метилметакрилата, содержащих антистатический агент с добавкой полиметилкрилата и полиметакриловой кислоты с нафталином или сульфокислотой. Необходимо заметить, что антистатические покрытия хотя и не предохраняют от запыления, но значительно уменьшают его, а также облегчают процесс чистки.
Для предохранения поверхностей деталей из полимеров от царапанья, истирания и других механических воздействий создается абразивостойкое покрытие с достаточной твердостью, хорошей адгезией к поверхности детали, не подвергающееся статической электризации и не ухудшающее оптические свойства, такие покрытия можно периодически чистить. Материалом для покрытия могут быть окислы кремния, металлов, а также стекла. Для улучшения адгезии между покрытием и поверхностью деталей из полимеров вводят адгезионные слои - на основе крем-нийорганических соединений, полиорганосилоксана, органических веществ, полимеров и мономолекулярные слои. Абарзивостойкие покрытия могут быть получены из растворов на основе кремнийорганических соединений. Разработана технология, позволяющая покрывать прозрачные пластмассы тонким слоем стекла.
В ряде случаев достаточно простым и эффективным способом получения