Плазменно-химическая полимеризация

Методы получения наноразмерных полимерных покрытий

Получение покрытий электродуговым нанесением в вакууме и реактивные методы.

Основой совершенствования реактивных методов является метод КИБ (Конденсация с ионной бомбардировкой). Этим методом формируется карбиды, оксиды нитриды металлов, а так же многослойные и нано композиционные слои.

Недостатки методов КИБ:

· Основным недостатком метода, является наличие в продуктах капельной фазы, этот недостаток проявляется если он формируется на узлах трения.

· Упрочнение и нанесение покрытий в деталях имеющих острую кромку, затруднительно или невозможно.

· Температура изделия на которое наносится должна быть 500-600С.

Приёмы для совершенствования КИБ:

· Увеличение размера мишени и улучшения её охлаждения приводит к значительному уменьшению капельной фазы в продуктах эрозии материалов.

· Уменьшение тока индивидуального катодного пятна. Т.е. Удержание катодно-дугового разряда появлению катодного пятна на минимально-возможном токе.

· Использование импульсных катодно- дуговых методов для формирования покрытий сферических элементов,

· Использование дополнительной импульсной ионной обработки в технологии формировании покрытий их химических соединений.

Для нанесения электродуговым методом нанесения с минимальным содержанием капель, (мелкоразмерный инструмент, прецизионные пары трения, измерительный инструменты, а так же декоративные покрытия, на полимерных материалах) используются импульсные дуговые методы, с увеличенным диаметром катода.

Для покрытий с твёрдостью 60 Гпа применяются дополнительные импульсно ионная обработка.

Для нанесения не термостойкие материалы используются импульсно-дуговые методы и в этом случае можно снизить температуру изделия и получать хим соединения. Температура подложки не превышает 100-150 градусов.

Основные методы формирования таких покрытий:

1. Плазмо-химическая полимеризация

2. Полимеризация мономера на поверхности изделия под действием концентрированного потока энергии.

3. Нанесение покрытий из активной газовой фазы, формируемой диспергированием исходного материала КПЕ

4. Комбинированные методы, сочетают элементы 3-х направлений.

Эти методы позволяют формировать многослойные нанокомпозиционные нанофазные покрытия на основе нерастворимых термостойких полимеров, а также низкомолекулярных органических веществ, неорганических материалов и наночастиц.

Для всех этих методов характерно, что толщина покрытия определяется только времени нанесения.

Структура наноразмерных слоёв, кроме наноразмерных параметров, в значительной мере определяется условиями на поверхности твёрдого тела, а также последующим физико-химическим воздействием на нанесённые слои.

В плазменно-химическом реакторе создаётся давление реакционно способного газа от 10 до 1500 Па иногда с добавлением не поляризующих газов, и зажигается газовый разряд, ПХ реакторы могут быть различной конструкции, применяются разряды постоянного и переменного тока, высокочастотные сверхвысокочастотные разряды, электродные. На изделиях помещённых в плазму, или в области вне плазмы формируется покрытие которое называется плазмохимическим покрытием.

В качестве полимиризующих газов используются различные мономеры и смеси мономеров, накоплены информации о десятков мономеров.

Под мономерами понимают не только вещества, содержащие двойные группы и циклические соединения, но и любые в-ва из которых в результате формируется покрытие.

Формируемые плазмохимические покрытия как правило являются поперечно сшитые, нерастворимые, обладают значительной термостойкостью и высокой температурой плавления, аморфны и без макродефектов.