Материалы для напыления тонких пленок 10-20 нм

[Barshutina Marie]

Меня интересует такой вопрос. Какие доступные полимеры можно использовать для получения нанометровых пленок на металлической подложке путем напыления. В данный момент мы используем цапонлак(нитроцеллюлозу). Растворяем ее обычным растворителем и напыляем. Проблема в том, что нитроцеллюлоза горюча. Вот мы и пытаемся найти ей негорючую замену, которая также хорошо растворялась бы до жидкого состояния, необходимого для напыления. В инете нашла список пленкообразователей. Что из этого действительно может подойти?
К таким пленкообразователям относятся: нитроцеллюлоза си другие сложные эфиры целлюлозы, простые эфиры целлюлозы, виниловые смолы, акриловые смолы, шеллак и другие спирторастворимые смолы, а также тсаучуки и их производные.

[Smol]

Дело в том, что почти все органические полимеры горючи (нитроцеллюлоза, правда, особо горючий полимер), поэтому хотелось бы уточнить - Вам нужно покрытие совсем негорючее, или просто менее горючее, чем из цапонлака? И какие требования по адгезии к металлической подложке? Условия работы напыленной пленки?

А многие легкодоступные полимеры в органике растворяются и потом наносятся напылением (см. литературу про лакокрасочные покрытия), вплоть до того, что напыление может быть порошковым (с последующей оплавкой и отверждением покрытия).

[avor]

ПВХ(у вас значится как виниловые смолы(правда это несовсем то)). Дешево, легко и хорошо растворим, трудногорюч.

[Smol]

ПВХ растворить, пожалуй, не так просто (уж больно циклогексанон вонючий), да и стабилизировать бы его надо, а то хлористый водород может из такого покрытия потихоньку выделяться...

А вот фторопластовые лаки - это пожалуй было бы правильно...

[antabu]

Перхлорвинил (хлорин) много в чём растворяется, почти не горюч.

[Barshutina Marie]

Пленка нужна для создания МДМ структуры, то есть нужна очень хорошая адгезия к металлу. В перспективе планируется растворять наночастицы в диэлектрике и использовать данную структуру как туннельно-резонансный диод. В общем, чем меньше проводимость пленки и стабильнее ее температурные свойства, тем лучше.

[Smol]

Самая высокая адгезия к металлу - у эпоксидных олигомеров.
Они же - хорошие диэлектрики. Но эпоксиды отверждаются с помощью отвердителей, то есть покрытую полимером металлическую подложку греть надо будет. Для окончательного отверждения. Это возможно?
И еще: почти в любой эпоксидке есть немного связанного хлора, со временем это отрицательно сказывается на свойствах покрытого эпоксидом металлического изделия, грубо говоря - во влажной среде по месту соединения пары металл-эпоксидка может начаться местная коррозия.
И еще: эпоксиды после отверждения хрупки, если речь идет о пленке - необходимо в составе эпоксидной композиции наличие какого-то высокомолекулярного эластификатора, условно говоря: типа поливинилбутираля в клее БФ.

Некоторые виды фольгированных диэлектриков, кстати, так и делают - покрывают тонкую фольгу чем-то типа разбавленного клея БФ-4. Потом высушивают и отверждают.

И все-таки: какие конкретные требования по горючести, чем все-таки нитроцеллюлоза не устраивает? (Я уже писал, что среди наиболее ходовых полимерных покрытий мало трудногорючих, а нитроцеллюлозные лаки - вполне достойные лакокрасочные материалы, широко применяемые как раз для окраски металла).

[Barshutina Marie]

А перхлорвинил не лучше нитроцеллюлозы? В чем он ей уступает?

[Barshutina Marie]

А фторопластовые лаки? Чем лучше и чем хуже?

[Smol]

Перхлорвинил сейчас на рынке только китайский (смола ПСХ-ЛС), ничего не могу сказать относительно его качества, растворять и наносить как покрытие не пробовал.

Фторопластовые лаки - прекрасные электроизоляционные свойства, негорючесть, эластичность, но относительно высокая стоимость и относительно невысокая адгезия к металлу... Хотя в Вашем случае - может и вполне достаточная.

Понимаете: у Вас очень специфическая область применения, если Вы будете перебирать все возможные варианты лаков (а еще и пентафталевые/алкидные есть, и полиэфирные, и даже силиконовые), то Вам жизни на это не хватит, до нанонаполнителей так и не дойдете...
Вы поставьте условия: диэлектрические свойства полимера - такие-то (в цифрах), температура его стеклования - такая-то, адгезия к металлу (кстати, к какому?) - не менее стольких-то баллов (или прочность соединения на сдвиг - такая-то).
И дайте эти цифры лакокрасочникам, может они чего сообразят...

[avor]

Перхлорвинил сейчас на рынке только китайский (смола ПСХ-ЛС), ничего не могу сказать относительно его качества, растворять и наносить как покрытие не пробовал.

Неужто Саянск Дзержинск и Стерлитомак вместе взятые перестали ее производить.

[Smol]

Я писал про перхлорвинил (продукт дополнительного хлорирования ПВХ), товарное название - смола ПСХ-ЛС, массовая доля хлора - более 60%, в отличие от ПВХ она легко растворяется в ацетоне и сложных эфирах, но ее сейчас в России (насколько я знаю) не делают, на рынке в основном китайская.

[Barshutina Marie]

А температура размягчения перхлорвинила какая? Я прочитала, что 85 С. Это малова-то. А вот из этих веществ что проще всего растворить до очень жидкого состояния и проще всего найти? Поливиниловый спирт, полистирол, целлюлоза, полиэтилентерефталат, полиакрилонитрил.

[Smol]

Проще всего достать и растворить полистирол, ибо он весьма распространен в быту: от пенопластовой упаковки для техники до коробочек для иогуртов и одноразовых стаканчиков (смотрите на днище буквы PS, это он и есть). Растворяется он много в чем, например - в ацетоне.

Полько из полистирола покрытия не делают. (Адгезии у него к металлу нет, кстати, как и у поливинилового спирта, и у многих других полимеров). А вот пленки из них сделать - можно.

[Barshutina Marie]

Я расписала основные требования к материалу. Что бы Вы посоветовали?
- Температура плавления и размягчения не менее 200 С.
- Высокое сопротивление, не менее 10^16.
• Хорошая адгезия к и металлу
• Механическая прочность
• Непроницаемость к нежелательным примесям (влаге, газам, ионам щелочей металлов)
• Высокая сплошность и однородность слоев
• Высокая химическая стойкость при наличии селективного травителя
• Высокие диэлектрические качества (малые значения tg и большие значения Епр)
• Высокая радиационная стойкость

[avor]

Гыы! Нету такого пластика. И неорганика не даст такого сопротивления. НЦ нифига не инертна и температура пл у нее ниже и адгезия к металлу никудышная. А вы с ней работаете ужос

[Barshutina Marie]

Ну, а если температура плавления хотя бы 150 С и сопротивление 10^14, то варианты есть?

[avor]

Если вы уберете из требований избирательное травление, хорошую адгезию к металлу. Плюс и химстойкость будет ограничена, зато высокое сопротиаление и термостойкость - это будет кремний органика.

низкая адгезия(практически никакая) и никакая механическая прочность, исключительная термостойкость и химстойкость никакой возможности избирательно травить, но высокое сопротивление и почти никакой возможности обеспечить хорошую укрывистость - это фторопластовые эмульсии при чем я не уверен что возможны такие мелкодисперсные.

Эпоксиды высокая адгезия, термостойкость 150-180, высокая механическая прочность, сопротивление хуже, травителей нет.

ну и так далее. Насчет сопротивления и потерь - это не ко мне, про все не упомнить.

[Smol]

Как ни странно, а у меня есть в наличии лак с такими свойствами, какие Вы просите. Он называется "лак Ф-10", его показатели можно прочитать на страницах 322-324 первого тома "Справочника по пластическим массам" под. ред. М.И.Гарбара, М.С.Акутина и Н.М.Егорова, Москва, издательство "Химия", 1967 год.
Говорят, что справочник этот в сканированном виде в сети есть.

Но лак после нанесения подсушивать надо, он термоотверждаемый.

[Barshutina Marie]

А где Ф-10 можно достать и чем растворить? А Вы кем работаете, если не секрет? Ученый химик или на производстве? И Дон Кихот - это соционический тип? Просто интересно))