НАНЕСЕННЯ ТОНКИХ ГІДРОФОБНИХ ПОКРИТТІВ НА ПРОМИСЛОВІ СКЛЯНІ ПОВЕРХНІ ШЛЯХОМ

ТЕРМОВАКУУМНОГО ОСАДЖЕННЯ

Автор к.т.н. Білокінь Світлана Олександрівна

Черкаський державний технологічний університет

1

2Актуальність роботи

Нанесення гідрофобних покриттів на скляні поверхні дозволяє запобігати втрат сонячної енергії в “розумних” будівлях шляхом зменшення забрудненості матеріалу. Використання таких покриттів для скляних елементів в автомобільній техніці знижує потребу їх частого миття.

Методики нанесення покриттів та визначення їх якісних характеристик

Методика нанесення вуглецевих покриттів на поверхню оптичного скла К8

1 – столик; 2 – жорстка пластина; 3 – корпус тримача; 4 – шпилька; 5 – зразок; 6 – піч нагріву; 7 – механізм переміщення; 8 – електронно-променева гармата.

3

Методики визначення якісних характеристик тонкого вуглецевого покриття

câ VVV

k

0 max

c

FHk A

Fmax – максимальне навантаження на зонд;Ac – площа проекції контакту між зондом і поверхнею;

k – коефіцієнт, що враховує форму індентора;hс – глибина відбитку під максимальним

навантаженням; Vв – об'єм вдавленого матеріалу;

Vc – об'єм матеріалу в буграх;V0 = 10-3 – еталонний об’єм матеріалу, введений для

отримання безрозмірності показника k.

Режими модифікування:струм випарника І = 75…150 А; час осадження t = 5…15 с; сила струму на катоді, Ік = 50…150 мА; прискорююча напруга, Uпр = 0,5…3,5 кВ; час електронної дії, t = 0,1…5 мкс

Визначення адгезійної стійкості методом АСМ

Визначення мікротвердості

Експериментальні дослідження

Топограма (а, б) та тривимірне зображення поверхні скла марки К8 до (а, б) та після нанесення тонкого вуглецевого покриття, внаслідок чого змінюється змочуіваність такого скла з 60° до 110° (д, е)

а б

в г

д

е

Обговорення результатів та список літератури

Обговорення результатів. Таким чином, запропонована методика термовакуумного осадження тонких вуглецевих покриттів на оптичному склі К8 з подальшою електронною дією, що дозволяє зменшити змочуваність такого матеріалу з 60° до 110°, що автоматично переводить його з класу гідрофільного у гідрофобний. Висока адгезій на стійкість покриттів дозволяє використовувати такі скляні вироби не тільки в будівництві, але й в якості автомобільного вікон, декоративних скляних виробів, душових кабін тощо. Слід зазначити, що не дивлячись на те, що вуглець за своєю природою не є прозорим матеріалом, втрати світла при використанні виробів оптичного скла з вуглецевим покриттям не перевищують 10%.  

Список літературиБілокінь С.О. Підвищення мікротвердості зондів АСМ шляхом модифікації їх тонкими плівками / С.О. Білокінь І.А. Рева // Погляд у майбутнє приладобудування : V наук.-практ. конф. студентів та аспірантів, 24-25 квітня 2012 р., тези доп. – Київ, 2012. – С. 140.Билоконь С.А. Повышение точности и срока эксплуатации зондов для атомно-силовой микроскопии / С.А. Билоконь, И.А. Рева, О.В. Свиридова // Сенсорна електроніка та мікросистемні технології : 5-та міжнар. наук.-техн. конф., 4-8 червня, 2012 р., тези доп. – Одеса, 2012. – С. 112.Формування функціональних наноструктур на діелектричних поверхнях термічним випаровуванням у вакуумі / В.С. Антонюк, С.В. Храпатий, С.О. Білокінь, В.О. Андрієнко // Вісник КПІ Серія «Машинобудування». – 2014. – № 1. – 5 с. Патент № 87907, Україна МПК (2013.08) G 01 N 3 /40. Спосіб оцінки мікротвердості / Антонюк В.С., Білокінь С.А., Бондаренко М.А.; Заявка u 2013 10324 від 21.08.13, Опубл. 25.02. 2014 р.. – Бюл. № 4. C. 6.Білокінь С.О. Визначення фізико-механічних характеристик поверхонь виробів наноелектроніки методом склерометрії / С.О. Білокінь // Вісник технічного університету України «КПІ», Серія Приладобудування, 2013. – Вип. 46. – С.112-117.