Электронно-лучевое воздействие

Лазерное излучение

При достаточной плотности энергии практически все полимеры диспергируются с выделением летучих продуктов, часть из которых осаждается на тело. Продукты диспергирования состоят из конденсирующейся и неконденсирующейся фазы.

Схема для лазерного диспергирования включает в себя: лазер, систему фокусировки и управления лазерным лучом, располагаемые в вакуумной камере диспергируемую мишень, и изделие на которое наносится покрытие. Чаще всего используются лазеры с длинной волны 10.6 мкм, 1.6 мкм (инфракрасное излучение) этими лазерами происходит нагрев полимера, тока в отличие от термического нагрева, здесь нагревается поверхность полимера. Плотность мощности лазерного излучения легко регулируется и на лазерное излучение практически не влияет давление газообразных продуктов в реакционной камере.

В качестве исходного материала может быть использовано много материалов, воздействие происходит электронами с энергией от 500-200эВ. Процесс состоит из стадий общих для всех материалов:

1. Начальный индукционный период. В течение этого периода происходит поверхностный нагрев материала, в ряде случаев плавление и радиационно (инициирование разрыва химических связей) термическое модифицирование.

2. Интенсивное выделение летучих продуктов. Плотность потока и скорость покрытия со временем развития процесса стабилизируется, а для некоторых полимеров может значительно уменьшаться, в следствии формирования на поверхности карбонизированного слоя. В этой стадии происходит экранирование мишени от электронного потока, что приводит к появлению пульсации физических параметров и возникновению автоколебательного режима диспергирования. При этом происходит периодическое изменение плотности потока и скорость диспергирования и нанесения.

При повышении давлении в объёме первичного электронного луча может формироваться несамостоятельный разряд это проявляется проявлением свечения в объёме электронного луча и на поверхности мишени, где давление диспергированных продуктов максимально.

Основные особенности:

· Поверхностное воздействие не больше длинны пробеги электрона 5-10 нм.

· Совместное радиационное и термическое взаимодействие на исходный материал.

· Активация продуктов диспергирования в процессе их генерации и адсорбции на поверхности,

· Возможность использования в методе широкого спектра материалов для нанесения покрытий

· Формирования композиционных и многослойных систем

· Лёгкость регулирования параметров пушки.

· Возможность автоматизации технологического процесса, простота, надёжность, большой ресурс работы, низкая стоимость оборудования для диспергирования.

Недостатки:

· Электронная пушка располагается непосредственно в рабочей камере, и в следствии этого, имеется придел на верхние значения рабочих давлений

· Необходимость учитывать зарядку поверхностей диэлектрических мишеней.

4. Комбинированные методы сочетают в себе элементы всех 3-х направлений. (часто 3-го и 1-го и 2-го и3-го направления) например диспергирование органических материалов производится термическим, лазерным или электролучевым методом, а для их дополнительной активации применяется газовый разряд. Растущее на подложке покрытие или летучие продукты диспергирования могут обрабатываться потоком электронов и осуществляться термический нагрев подложки.

Функциональные слои на наполнителях для композиционных материалов, это:

волокнистые наполнители, ткани, дисперсные наполнители, ткани.

· Микро и нано механика

· Антифрикционные, твёрдо смазочные, защитные слои.

· Биосовместимые барьерные физиологически активные слои.

· Электроника органических материалов: защитные, гидрофобные, диэлектрические.

· Сенсорика. Функциональные слои химических сенсоров МАСС чувствительные покрытия, газоразделительные и ион селективные мембраны.

· Оптика из полимерных материалов, в частности просветляющие и интерференционные слои

Наноиндентирование механических св-ва твёрдых тел и тонких покрытий

Под ним будем понимать всю совокупность методов использующих прецизионное локальное силовое воздействие на материал, и одновременную регистрацию деформационных откликов с нанометровым разрешением.