Курс: наноматериалы в промышленности

• Модифицирование поверхности

• Создание покрытий на поверхности, координальное увеличение срока эксплуатации.

Покрытие - тонкий слой в-ва вплоть до наноразмера, находящийся на пов-ти конденсированной фазы и имеющий с ней и отличающиеся св-ва а также выполняющие определённую функцию.

Плёнка - тонкий слой в-ва контактирующий с газовой фазой и имеющий возможность изменять свою форму без разрушения.

Плёнка - покрытие которое находится на пов-ти конденсируемой фазы обладающая определёнными св-ми отличными от основной фазы но не всегда выполняющие функцию.

Межфазные слои - слои находящиеся на границе раздела, т.е. чаще всего разделяющие конденсирующие фазы и имеющие отличные от этих фаз св-ва.

1. Исторические этапы изучения поверхности и тонких покрытий.

1-й этап. Изучение стр-ры и строения поверхностных слоёв реального твёрдого тела.

Абсорбированные слои которые в основном состоят из паров и углеводородных загрязнений

Плёнки естественного оксида, возникает под действием кислорода

Дефектный слой, в котором находятся микротрещины, дефекты обработки, и.т.п.

Основной материал

Итак, структуру поверхностного слоя можно рассматривать как многослойный материал. С этого и началось изучения стр-ры поверхности, и были сделаны следующие выводы:

«Св-ва поверхности в значительной степени определяются абсорбированными слоями, стр-рой, составом оксидной плёнки и дефектного слоя»

2-й этап. Исследование атомно-читых поверхности, изучение которых стало возможно благодаря вакуумной технике. Изучение атомарно-чистых поверхностей привило к изучению микроэлектроники. Эти чистые пов-ти получают расколом кристаллов в вакууме.

• Нанесение в высоком вакууме тонкого слоя на подложку.

• Очистка поверстного слоя в вакууме с помощью ионнолучевое травление.

• Нагрев для высоких температур в защитной среде или высоком вакууме.

Однако ионное или ионнолучевое травление, нагрев, могут приводить к изменению поверхностных слоёв. А нагрев до очень высоких температур не всегда позволяет удалять химически сорбированные слои или оксиды.

Установлено что атомарночистые объекты имеют специфическое строение и св-ва. И определены фундаментальных характеристики поверхностных слоёв, что позволило сформировать законченное представление о поверхностных слоях и использовать их в микроэлектронике, как слои с особыми физическими св-ми.

3-й этап характеризуется, что внимание было обращено на изучение межфазных границ в многослойных системах и композитах, а также их изменение при внешних воздействиях. Успехи современного материаловедения с развитием наноматериаловединием в значительной степени определяются изучением межфазных слоёв (границ). Роль межфазных границ является определяющим при толщинах плёнок в наноразмерах.

В зависимости от формы и размеров можно классифицировать на: одномерные двухмерные и трёхмерные

Одномерные - микро и наночастицы конденсируемой фазы св-ва которых зависят по крайней мере в 2-х направлениях (кластеры, капли)

Двухмерные - мерные тонкие плёнки, покрытия, св-ва которых зависят в одном направлении, а именно толщина покрытия.

Трёхмерные - твёрдые тела и жидкости св-ва которых не зависят от размеров

Покрытие можно получать:

• Формирование из газовой фазы различными способами;

• Формирование из жидкой фазы (из расплава, газопламенного потока)

• Формирование из веществ твёрдой фазы (припекание фольги, перенос при трении)