Исследование и разработка процессов формирования наноструктурированных барьерных слоев на основе фторуглеродных пленок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.06, кандидат наук Сильницкая Ольга Андреевна

• Сильницкая Ольга Андреевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Сильницкая Ольга Андреевна

Список сокращений и обозначений

Введение

Глава 1. Анализ современного состояния исследований в области создания барьерных слоев на основе фторуглеродных пленок с помощью

плазменного модифицирования поверхности полимеров

1.1. Основные направления политроники и требования к ее изделиям

1.2. Эксплуатационные характеристики полимеров

1.2.1. Биологическая деструкция полимеров

1.2.2. Диффузионные барьеры, влагозащита

1.2.3. Полимеры в качестве оптических сред

1.2.4. Электрические свойства полимеров

1.3. Фторуглероды

1.3.1. Плазмохимическое фторирование

1.4. Влияние ионно-плазменной обработки на свойства

полимеров

1.4.1. Влияние ионно-плазменной обработки на физико-химические свойства полимеров

1.4.2. Влияние ионно-плазменной обработки на антимикробные свойства полимеров

1.4.3. Влияние ионно-плазменной обработки на адгезионые свойства полимеров

1.5. Выводы по первой главе

1.6. Цели и задачи работы

Глава 2. Выбор материалов и методов исследования

2.1. Исходные полимерные материалы и их характеристики

2.1.1. Свойства и применение фторсодержащих полимеров

2.1.2. Свойства и перспективы использования полиэтилентерефталата

2.1.3. Свойства и прикладные направления трековых мембран

на основе полиэтилентерефталата

2.1.4. Свойства полистирола

2.2. Формирование наноразмерных барьерных слоев

2.3. Методики исследования характеристик и свойств наноструктурированных и модифицированных образцов

2.3.1. Измерения краевых углов смачивания

2.3.2. Сканирующая зондовая микроскопия

2.3.3. Измерения механических свойств

2.3.4. Методика исследования влагопроницаемости

2.3.5. Методика исследования оптических характеристик

2.3.6. Испытания на стойкость к воздействию плесневых грибов

Глава 3. Разработка технологии получения наноразмерных барьерных

слоев на основе фторуглеродных пленок и исследование их

физико-химических свойств

3.1. Разработка технологии получения наноразмерных барьерных

слоев на основе фторуглеродных пленок

3.2. Исследование энергетических характеристик поверхности наноструктурированных фторуглеродных пленок в зависимости

от содержания СБ4 в плазмообразующей смеси

3.3. Исследование структуры и рельефа поверхности наноструктурированных фторуглеродных пленок в зависимости

от содержания CF4 в плазмообразующей смеси

3.4. Выводы по третьей главе

Глава 4. Исследование механических, оптических свойств и влагопрони-

цаемости наноструктурированных материалов, полученных нанесением фторуглеродных пленок с различным содержанием CF4 в плазмообразующей смеси

4.1. Исследование механических свойств наноразмерных фторуглеродных структур

4.2. Исследование оптических характеристик фторуглеродных пленочных структур

4.2.1. Исследование спектров пропускания образцов ПЭТФ с нанесенными барьерными слоями

4.2.2. Определение ширины запрещенной зоны ПЭТФ, модифицированного НБС

4.3. Анализ влагопроницаемости наноазмерных фторуглеродных пленок

4.4. Выводы по четвертой главе

Глава 5. Применение материалов на основе барьерных слоев

5.1. Исследование процессов колонизации микроорганизмами наноструктурированной поверхности на основе фторуглеродных

и углеродных пленок

5.2. Исследование процессов взаимодействия Staphylococcus aureus c НБС, сформированными при различном содержании CF4 в плазмообразующей смеси

5.3. Испытания на стойкость НБС, сформированных при различном содержании CF4 в плазмообразующей смеси к воздействию

плесневых грибов

5.4. Эффективная область переходного процесса

5.5. Выводы по пятой главе

Основные выводы и заключение работы

Список литературы

Список сокращений и обозначений

НСП - наноструктурированная поверхность;

НБС - наноструктурированный барьерный слой;

ГПП - гибкая печатная плата;

РЭА - радиоэлектронная аппаратура;

ПП - печатная плата;

ПММА - полиметилметакрилат;

ПЭТФ - полиэтилентерефталат;

ПТФЭ - политетрафторэтилен;

ПС - полистирол;

ПИ - полиимид;

ТМ - трековая мембрана;

КУС - контактный угол смачивания;

ЭСХА - электронная спектроскопия для химического анализа;

МОФ - метод Оливера-Фара;

ПХО - плазмохимическое осаждение.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка процессов формирования наноструктурированных барьерных слоев на основе фторуглеродных пленок»

Введение

В последние годы возросло научное и практическое внимание к ионно-плазменной обработке полимерных материалов. Это зависит от расширения возможностей использования полимерных материалов в микроэлектронике и в политронике.

Полимерные материалы используют в технологии микроэлектроники, прежде всего, в качестве резистов в фото-, электроно- и ионолитографии, гибких печатных плат (ГПП) и т.д. Другое перспективное направление использования полимерных материалов в микроэлектронике - получение электропроводящих полимеров. [1-3]. Создан полностью полимерный (а значит гибкий) полевой транзистор. Разрабатываются полностью полимерные интегральные схемы, которые могут заменить кремниевые микросхемы. К основным разработкам можно отнести полимерные светодиоды (PLED).

Основными функциональными и эксплуатационными характеристиками, ограничивающими применение изделий из полимеров, являются: низкая стойкость к биодеструкции и старению, влагопропускание, а также низкая механическая прочность. Указанные недостатки определяют необходимость создания барьерных слоев на поверхности полимерных материалов.

Барьерный слой — это слой, образованный самопроизвольно или наносимый специально на поверхность твердых тел, предотвращая их взаимодействие с находящимися в контакте материалами или средами. Данные обстоятельства определяют актуальность работы по созданию наноструктурированных барьерных слоев (НБС) на основе фторуглеродных пленок. Разработка и создание наноструктурированного барьерного диффузионного слоя, полученного с помощью ионно-плазменной технологии, будет способствовать увеличению надежности и расширению сферы использования полимеров. Этой теме посвящена настоящая работа.

Наноструктурирование поверхности (НСП) методами ионно-плазменной технологии является наиболее перспективным способом управления свойства-

ми поверхности полимеров, в том числе и барьерными, которые расширяют возможности использования полимерных материалов. Методы ионно-плазменной технологии позволяют формировать наноструктурированные барьерные слои (НБС) на поверхности полимерных материалов и изделий, не затрагивая основной материал, и совмещать целевые функциональные свойства изделий с приданием их поверхности дополнительных возможностей. НБС, сформированные на основе фторуглеродных пленок, могут придавать поверхности основные свойства и достоинства фторуглеродных материалов.

Плазмообразующая смесь СБ4 (тетрафторметан) +С6Н12 (циклогексан) представляет большой интерес при формировании НБС на основе фторугле-родных пленок при пониженном давлении. Плазмообразующая смесь содержит компоненты, которые могут обеспечить нанесение и травление пленок, а также позволяют управлять содержанием фтора в растущей фторуглеродной пленке при регулировании содержания СБ4. При использовании указанной смеси можно предположить наличие области переходных процессов между процессами нанесения фторуглеродных пленок и процессами травления. Такое направление развития метода наноструктурирования поверхности основано на процессах самоорганизации. Наличие области переходных процессов позволяет ожидать появления новых свойств поверхности.

Для данных процессов остаются не решенными вопросы разработки технологических принципов и технологии создания барьерных слоев на основе фторуглеродных пленок, сформированных в области переходных процессов.

Целью работы является разработка технологических принципов и технологии создания барьерных слоев путём наноструктурирования поверхности полимеров ионно-плазменными методами и последующей модификации их фторуглеродными пленками с различным содержанием фтора.

Для достижения указанной цели решены следующие задачи:

1. Выбор модельных полимеров, оборудования для формирования фторуглеродных наноструктур и методов исследования их свойств.

2. Разработка технологии формирования фторуглеродных наноструктури-рованных пленок на поверхности полимеров на основе двухстадийного процесса: обработки фторсодержащими газами поверхности полимера и последующим ионно-стимулированным осаждением фторуглеродной пленки из газовой фазы с использованием смеси CF4+C6H12, а также исследование физико-химических свойств поверхности полученных НБС.

3. Исследование оптических, механических свойств и влагопроницаемо-сти наноструктурированных материалов, полученных нанесением фторугле-родных пленок с различным содержанием CF4 в плазмообразующей смеси.

4. Исследование областей применения разработанных перспективных материалов.

Научная новизна работы:

1. Впервые в процессе разработки технологии формирования фторуглеродных пленок при использовании смеси газов CF4+ С6Н12 с применением источника ионов на основе скрещенных электрического и магнитного полей установлено наличие области переходных процессов, т.е. конкурирующих процессов нанесения и травления в определенной области содержания CF4 и С6Н12 в плазмообразующей смеси с формированием рельефа, представляющего собой чередующиеся наноразмерные выступы с расстоянием между ними не более 1 мкм. Для сформированных пленок установлено:

- значение модуля упругости Юнга превышает данные для исходного образца полистирола в 3 раза, что улучшает его механические свойства;

- значение ширины запрещенной зоны (Е^ фторуглеродной пленки возрастает до Eg =4,5 эВ;

- отсутствие адгезии бактерий и стойкость к воздействию плесневых грибов, что обеспечивает снижение биодеструкции полимерных материалов.

2. Показано, что обработка поверхности полимеров потоками ионов плазмообразующей смеси CF4 + C6H12 приводит к резкому изменению удельной полной поверхностной энергии полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и политетраф-

торэтилена (ПТФЭ). Для полимеров, изначально не содержащих фтор (ПЭТФ), характерно увеличение гидрофобности поверхности, а для фторсодержащих полимеров (ПТФЭ) - увеличение гидрофильности.

3. Показано, что значительное влияние на влагопропускание структур на основе фторуглеродных пленок, сформированных при различном содержании СБ4 в плазмообразующей смеси, оказывают как содержание фтора, так и толщина НБС.

Практическая значимость работы:

1. Разработана технология получения НБС, обладающих: стойкостью к биодеструкции под действием микроорганизмов и плесневых грибов; низким влагопропусканием; практически неизменными оптическими свойствами; по-вышиными механическими свойствами, по сравнению с исходным полимером.

2. Разработанная технология может быть использована в производстве изделий электронной техники для уменьшения биодеструкции, старения и климатического воздействия на полимерные материалы, используемые в качестве конструкционных материалов, компонентов изделий политроники, дискретных компонентов и элементов изоляции.

3. Разработанная технология получения антиадгезионных НБС за счет отсутствия адгезии микроорганизмов и плесневых грибов, может быть использована для создания:

- воздушных и водяных фильтров на основе трековых мембран с повышенным ресурсом;

- изделий из полимеров, применяемых в труднодоступных местах «чистых» комнат.

4. Результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки магистров по направлению «Проектирование и технология электронных средств». Разработана методика формирования наноструктурированных барьерных слоев, используемая для выполнения лабораторных работ и выпускных квалификационных работ магистров.

Положения выносимые на защиту:

1. Зависимость процесса формирования наноструктур на основе нанораз-мерных фторуглеродных пленок от соотношения газов в плазмообразующей смеси, согласно которой установлено наличие области переходных процессов с формированием рельефа, представляющего собой чередующиеся наноразмер-ные выступы с расстоянием между ними не более 1 мкм. Это позволяет исключить адгезию микроорганизмов и плесневых грибов, что увеличивает ресурс работы изделий политроники.

2. Зависимости свойств фторуглеродных пленок, сформированных в области переходных процессов, для: механических характеристик (модуля упругости Юнга, наштвердости поверхности), оптических характеристик (ширины запрещенной зоны), процессов взаимодействия фторуглеродных пленок с биологическими структурами (Staphylococcus aureus, плесневые грибы) от содержания CF4 в плазмообразующей смеси.

3. Результаты исследований физико-химических, геометрических характеристик и влагопроницаемости наноструктурированных фторуглеродных пленок.

Методы исследований и достоверность результатов

Для изучения свойств полученных материалов использовались современные методы исследования: метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ); двухжидкостной метод Кабли для тестовой пары жидкостей «вода-этиленгликоль» для расчета удельной полной поверхностной энергии; метод рентгеновского микроанализа; метод атомно-силовой микроскопии; метод Оливера-Фарра для исследования поверхностной нанотвёрдости и модуля Юнга; метод Тауца для расчета ширины запрещенной зоны по краю поглощения; испытания на стойкость к воздействию плесневых грибов проводились в соответствии со стандартом ГОСТ 9.049-91«Полимерные материалы и их компоненты» (Метод 1).

Достоверность экспериментальных данных обеспечивается использованием аттестованных методик измерений и поверенными средствами измерений.

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (Москва, 2014); XIII и XIV международных конференциях «Высокие медицинские технологии XXI века», (Бенидорм, Испания, 2014, 2015); IV Всероссийской научной конференции «Актуальные вопросы биомедицинской инженерии» (Саратов, 2014); VI Всероссийской конференции «Актуальные проблемы химии высоких энергий» (Москва, 2015); X, XI и XII Международных конференциях «Вакуумная техника, материалы и технологии», (Москва, 2015, 2016, 2017); VIII International Conf. «Plasma physics and plasma technology» (PPPT-8), (Minsk, Belorus, 2015); XXVI Российской конференции по электронной микроскопии (Москва, 2016); XXVIII Международном симпозиуме «Тонкие пленки в электронике» (Москва, 2016); XVIII, XXII, XXIII и XXIV научно-технических конференциях «Вакуумная наука и техника» (Феодосия, 2015, Судак, 2011, 2016, 2017); X и XIV Международных конференциях (МНТК) «Быстрозакаленные материалы и покрытия» (Москва, 2011, 2016).

Публикации

По теме диссертации опубликованы 6 статей в рецензируемых научных журналах, в том числе, 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ; 17 докладов на всероссийских и международных научно-технических конференциях; получен патент на изобретение №262494.

Личный вклад автора

Проведение анализа современного состояния исследований в области создания барьерных слоев и создание ИБС на основе фторуглеродных пленок с помощью плазменного модифицирования поверхности полимеров. Разработка технологических принципов и технологии формирования барьерных слоев, анализ и обработка результатов исследования их свойств.

Глава 1. Анализ современного состояния исследований в области создания барьерных слоев на основе фторуглеродных пленок с помощью плазменного модифицирования поверхности полимеров

Методы ионно-плазменной технологии позволяют формировать НБС на поверхности полимерных материалов и изделий, не затрагивая основной материал, и совмещать целевые функциональные свойства изделий с приданием их поверхности дополнительных возможностей. Для оптимизации свойств поверхности полимеров, обусловленны следующие преимущества:

- промежуточные наноразмерные слои могут быть использованы для улучшения сцепления чередующихся нанослоев покрытия, а также служить барьерными слоями;

- нанесение покрытия из чередующихся нанослоев с различными физико-механическими свойствами расширяет возможности получения высокой стойкости материала к эрозионному и коррозионному воздействию;

- поверхности раздела способствуют релаксации напряжений и служат препятствием для распространения трещин [4];

- придание антимикробных свойств материалам и изделиям медицинского назначения с целью уменьшения риска их использования в условиях пониженого иммунного статуса человека и ухудшенной экологической обстановки и т.д.;

- улучшение показателей пропускания излучения в различных спектральных диапазонах (для применения в сфере оптических приборов).

Состав, структура и свойства барьерного слоя определяются механизмом физико-химических превращений в плазме тлеющего разряда, в газовой фазе (если речь идет о традиционных методах осаждения из газовой фазы) непосредственно в зоне осаждения, а также на ростовой поверхности и существенным

образом зависят от условий нанесения. Детальное исследование этих процессов позволит обеспечить воспроизводимые условия роста пленок на всей площади полимерного материала. Свойства барьерного слоя зависят от его структуры, размера осажденного зерна и т.д.

Такие свойства полимерных изделий, как адгезионная способность, ок-рашиваемость, барьерные свойства, химическая стойкость, разделительные свойства полимерных мембран определяются толщиной поверхностного слоя от ~10 нм до нескольких микрометров. Поэтому экономически выгодно производить изделия из недорогого доступного полимера, а затем модифицировать только его поверхностный слой. В качестве такого способа поверхностного модифицирования весьма эффективным может быть метод ионно-плазменного НСП с последующим нанесением фторуглеродных пленок.

1.1. Основные направления политроники и требования к ее изделиям

Шлитроника (от сочетания слов politronics=polymer+electronics) представляет собой направление в электронике, основанное на использовании электропроводящих полимеров при создании электронных приборов и устройств.

К настоящему времени получено множество полимерных материалов с весьма широким диапазоном электрических и других характеристик. Было предложено считать в полимерных системах аналогом уровней в зонной теории полупроводников энергетические состояния носителей, соответствующие уровням молекулярных орбиталей [5].

В полупроводниках при их легировании происходит изменение потенциала ионизации и электронного сродства и соответствующее смещение уровня Ферми. В полимерных материалах уровни молекулярных орбиталей можно задавать путем определенного изменения первичной структуры полимера. Это позволяет изменить ширину запрещенной зоны полимера, если пользоваться терминологией полупроводниковой электроники. Таким образом, возможно

получение полимерных квазикристаллических материалов с высокой анизотропией электрических характеристик. Подвижность носителей в них составляет

л

5000-6000 см /(Вхчхс). Важно отметить, что в качестве носителей зарядов в полимерах выступают отнюдь не электроны и дырки, как в полупроводниках. Заряженными частицами в полимерах служат солитоны и поляроны, способные свободно перемещаться по полимеру. Они имеют несколько меньшую подвижность и у них отсутствует спин [5].

Основными изделиями млитроники являются органические светоизлу-чающие диоды (Рисунок 1.1), органические транзисторы (возможно реализовать на подложке из полиэтилентерефталата), солнечные батареи, фотоэлементы, нанопроводники и другие электронные компоненты. Для такого рода применений необходимо достичь определенных характеристик используемых полимеров [5].

Для применения в сфере политроники, крайне важны как показатели влагопропускания и стойкость к биодеструкции, так и оптические свойства полимеров, так как они используются в качестве элементов органических свето-диодов, дисплеев, покрытий и др. Создание НБС на поверхности полимеров существенно снижает уровень влагопропускания, а наноструктурирование и обработка поверхности различными способами позволяет усилить ее стойкость к биодеструкции.

Сроки службы многих приборов политроники ограничены процессами встречной диффузии атомов различных элементов в местах контактов разнородных материалов. Для увеличения срока службы и надежности приборов применяют барьерные, антиадгезионные слои, разделяющие различные материалы в месте их контакта.

Наиболее важными характеристиками, влияющими на продолжительность эксплуатации, являются:

• увеличение влагопропускания;

• биодеструкция;

• изменение оптического пропускания.

Рисунок 1.1. Строение OLED и PLED

Барьерные слои на поверхности полимеров служат препятствием к диффузии и могут существенно снизить уровень влагопропускания. Это способствует увеличению надежности изделий и расширению сферы их использования.

Для многих изделий политроники очень важны оптические свойства материала, из которого изготовлены изделия и покрытия. При применении полимеров в качестве подложки органических диодов, показатели прозрачности в видимом спектре играют ключевую роль.

Способность полимера противостоять биодеструкции также необходима. Развитие популяции микроорганизмов на поверхности или внутри полимера может существенно снизить срок эксплуатации изделия, рабочие характеристики и вызвать ухудшение прозрачности, что в случае использования полимера в качестве подложки органических диодов, критично повлияет на их функции.

Таким образом, достижение хороших показателей прозрачности одновременно с повышением стойкости к биодеструкции представляет большой практический интерес.

1.2. Эксплуатационные характеристики полимеров

1.2.1. Биологическая деструкция полимеров

Биодеструкция является актуальной биологической, технической и экологической проблемой.

Процессы биологических повреждений объектов в конкретных условиях вызывают различные организмы или их ассоциации. В природных условиях организмы существуют и проявляют свою активность, как правило, в ассоциациях, которые могут изменяться под воздействием привносимых в биосферу новых, ранее не существовавших объектов, например, синтетических полимерных материалов и изделий из них. Поэтому проблему биоповреждений относят к числу э^логических. Люди должны заботиться о среде своего существования, сохраняя и поддерживая ее на оптимальном уровне. В плане технологических проблем важно создавать такие материалы, которые в составе изделий служили бы требуемый период времени без текущего и последующего загрязнения биосферы или нарушения эгасистем в ней. Однако в результате повреждающего действия факторов объекты подвержены соответствующим изменениям, которые в свою очередь ведут к отказам. Исследования показали, что более 60 % применяемых в конструкциях техники и сооружений полимерных материалов и покрытий не обладают достаточной микробиологической стойкостью. Считается, что до 50 % коррозионных процессов связано с влиянием в той или иной степени микроорганизмов. Микроорганизмы по данным разных авторов вызывают от 50 до 80 % всех повреждений [6].

Повреждение биофакторами соответствующих объектов не только ведет к их изменению, но может прямо или косвенно отразиться на здоровье человека (выделение токсических продуктов, ухудшение микроклимата, появление ал-

лергенов и др.). Все это необходимо учитывать при создании и эксплуатации соответствующих материалов и изделий из них в закрытых и открытых экосистемах. Система защиты должна быть построена с учетом общих экономико-статистических данных о биоповреждениях и эффективности средств защиты в масштабе всей страны.

Таким образом, разработка эффективных методов и средств защиты от биоповреждений требует комплексного подхода как к научно-исследовательской работе, так и к практическим мероприятиям. Проблема биоповреждений предусматривает изучение взаимоотношений и взаимодействия двух аспектов - экологического и технического, прежде всего с точки зрения их значения для хозяйственной деятельности и существования человека. Проблема биоповреждений стала самостоятельной, возникнув на стыке различных наук и отраслей хозяйства. В решении этой проблемы имеет особое значение тесный контакт биологических, химических и технических наук и соответствующих отраслей хозяйства.

Проблему биоповреждений нельзя решать вне общeэкологических и нарoдно-хозяйственных программ, направленных на защиту окружающей среды от загрязнений. Живые организмы очищают планету от старых отработавших свой срок материалов и изделий. Защита материалов от биоповреждений с помощью химических средств приводит в известной мере к загрязнению окружающей среды. Процессы биоповреждений эксплуатирующихся материалов в конструкциях и биоразрушения отработавших и подлежащих утилизации конструкций протекают в одних и тех же экологических условиях. Задача заключена в том, чтобы остановить или замедлить первые, не затрагивая или активизируя вторые [7].

Таблица 1.1.

Классификация процессов биоповреждений

Процесс повреждения материала Характер повреждения Пример

Прямое разрушение микроорганизмами Ассимиляция ингредиентов материалов бактериями, грибами Повреждение полимерных материалов в атмосферных условиях

Химическое разрушение Воздействие продуктов жизнедеятельности микроорганизмов в токонепроводящих средах. Повреждение материалов при контакте с то-пливами и маслами

Электрохимическое (коррозионное) разрушение То же, в токопроводящих средах (биокоррозия) То же, в водных средах

Комбинированное разрушение Комплексное воздействие микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности в изменяющихся условиях (конденсация влаги, попадание загрязнений и т. п.) Повреждения металлоконструкций в специфических условиях эксплуатации

Механизм биоповреждений весьма сложен. Микроорганизмы могут непосредственно разрушать материал конструкций, но чаще они стимулируют процессы биоповреждений. Классификация процессов биоповреждений по видам, механизму и условиям их протекания представлена в Таблице 1. 1 [7,8].

Классификация биоповреждений построена с учетом среды обитания, биофакторов и повреждаемых материалов.

По среде обитания следует различать биоповреждения в почве, грунте, в водной среде, в органических средах, например продуктах нефтепереработки, в наземной (воздушной) среде, в космосе.

По биофакторам различают:

а) воздействие организмов: простейшие, грибы, бактерии, лишайники. Все микроорганизмы относят к прокариотам (бактерии) и эукариотам (грибы, простейшие). Лишайники обычно состоят из водорослей и грибов;

б) воздействие макроoрганизмов: растения, животные с клеточным, органным и системным уровнями организации (беспозвоночные и хордовые).

Кроме перечисленных в Таблице 1.1, можно рассматривать процессы биоповреждения как физическое, биохимическое, физико-биохимическое разрушение материалов.

По поврежденным материалам различают воздействие на кирпич, камень, здания, сооружения, стекло, силикаты, оптику, дорожные покрытия, древесину и изделия из нее, металл, металлоизделия, полимеры, резину, нефть, нефтепродукты, бумагу, документы, фото, книги, музейные коллекции, краски, клей, кожи, шерсть, одежду, обувь, радио- и электрооборудование [7].

Адгезия микроoрганизмов к материалам поверхности является основным шагом для реализации всех последующих процессов биокоррозии и биодеструкции. Важной задачей является поиск путей для модификации поверхности различного рода материалов, которые могут обеспечить стабильность к микробной адгезии [8].

1.2.2. Диффузионные барьеры, влагозащита

Сроки службы многих приборов микроэлектроники ограничены процессами встречной диффузии атомов различных элементов в местах контактов разнородных материалов. Для предотвращения встречной диффузии атомов и увеличения срока службы приборов применяют диффузионные барьерные слои, разделяющие различные материалы в месте их контакта. Эффективность барьерного слоя зависит от его структуры, размера зерна и т.д. [9].

Диффузионный барьер — препятствие между смежными объёмами вещества, предотвращающее диффузию или замедляющее её для компонента системы, неравномерно распределенного между указанными объемами (защитный барьерный слой, избирательно проницаемый барьер, тактирующий слой и др.). В результате, процесс выравнивания концентрации компонента между указанными объёмами замедляется или становится невозможным.

Влагопроницаемость полимеров - это способность полимерных материалов пропускать водяные пары при наличии перепада давления последних. Вла-гопроницаемость можно рассматривать как частный случай газопроницаемости, поскольку вода в исходном состоянии находится в газообразном состоянии. Влагопроницаемость зависит от химического состава и структуры полимера, концентрации в нем воды (влагосодержания) и температуры [10].

Полимерных покрытий, абсолютно непроницаемых для воды, не существует. Влагопроницаемость полимеров изменяется в довольно широком диапазоне. Коэффициент влагопроницаемости полимеров в зависимости от химической природы изменяется в диапазоне (0,01—20))10-10 г/см ч Па [11]. Реально этот диапазон значительно уже, поскольку не из всех полимеров можно сформировать влагозащитные покрытия, удовлетворяющие другим многочисленным требованиям. Низкая влагопроницаемость полимерного покрытия приносит пользу только в тех случаях, когда изделие подвергается относительно кратковременному воздействию атмосферы с повышенной влажностью.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сильницкая Ольга Андреевна, 2018 год

Список литературы

1. Григорьев Ф.И. Ионно-плазменная обработка полимерных материалов в технологии микроэлектроники: Учеб. пос. М.: МИЭМ, 2008. C. 36.

2. Технология интегральной электроники: Учеб. пос. для вузов / Л.П. Ануфриев [и др.] Ред. А.П. Достанко и Л.И. Гурского. Минск: «Интеграл-полиграф», 2009. 379 с.

3. Авдонин Б.Н., Мартынов В.В. Электроника. Вчера...Сегодня. Завтра?: очерки по истории, технологии, экономике. М.: Социально-политическая мысль, 2010. С. 650.

4. Наноструктурные ионно-плазменные защитные и упрочняющие покрытия для лопаток газотурбинных двигателей / Е.Н. Каблов [и др.] М.: Ж. «Вопросы материаловедения». 2008. № 2. 175-187 с.

5. Щука А. А. Наноэлектроника: Учеб. пос. М: Бином. Лаборатория знаний, 2016. C. 344.

6. Герасименко А.А. Защита машин от биоповреждений. М.: Машиностроение, 1984. C. 111.

7. Герасименко А.А. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений. М.: Машиностроение, 1987. Т.1. C. 688.

8. Исследование процессов колонизации и персистенции микроорганизмов на искусственных материалах медицинского назначения / Л.В. Диденко [и др.] М.: Ж. Микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 2015. №5. 64-69 с.

9. Вакуумные ионные технологии. Плазменные установки и технологии нанесения покрытий. Диффузионные барьеры и контактные слои // URL. http://www.pvdcoating.ru/rus/work/diffbarrier.php (дата обращения 23.09.2015).

10. Уразаев В.Г. Влагозащита печатных узлов. М.: Техносфера, 2006. C. 344.

11. Химическая энциклопедия /Ред. кол.: И. Л. Кнунянц (гл. ред. ) и др. // М.: Советская энциклопедия, 1988. Т.1. C. 623.

12. Медведев А.М. Монтажные флюсы. Смывать или не смывать // Ж. Компоненты и технологии. 2001. №4. С. 96-98.

13. Медведев А. М. Надежность и контроль качества печатного монтажа. М.: Радио и связь, 1986. С. 216.

14. Система испытаний - основа обеспечения надежности РЭА / В.С. Писарев, М.И. Критенко, В.А. Постнов // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2002. №5. С. 32-35.

15.Химия: Учеб.- мет. пос. и контр. задан. для студ. заоч. форм. обуч. / Л.И. Лаптева [и др.] Каз.гос.арх.-строит. университет. 2012. 165 с.

16. Ширшова В., Избушкин А., Фомченко Е. Полипараксилиленовые покрытия в технологии РЭА. Состояние, перспективы. // Ж. Технологии. 2010. № 1. С. 22-27.

17. Зуев В.В., Успенская М.В., Олехнович А.О. Физика и химия полимеров. Учеб. пособие. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. 45 с.

18. Торбин, И.Д. Даминов Ю.Ф. Применение прозрачных термопластов в оптической промышленности // Пласт. массы. 1977. № 3. С. 61-63.

19. Шепурев Э.И. Полимерные оптические материалы. Л.: ЛДНТП. 1987. С. 20.

20. Шепурев Э.И. Полимерная волоконная оптика // Оптико-механич. промышленность. 1972. № 11. С. 56-59.

21. Оптические материалы: Учеб. пос. для конструкторов оптических систем и приборов. / Зверев В.А. [и др.] СПб: СПб НИУ ИТМО, 2013. С. 248

22. Серова В.Н. Полимерные оптические материалы СПб.: Научные основы и технологии, 2011. С. 384.

23. Серова В.Н. Оптические и другие материалы на основе прозрачных полимеров // Монография. Казань: КГТУ, 2010. С. 540.

24. Полимерные соединения и их применение: Учеб. пос./ Л.А. Максано-ва, О.Ж. Аюрова. Улан-Удэ: изд. ВСГТУ, 2004. С. 356.

25. Штейнгарц В.Д. Фторуглероды // Соросовский образовательный журнал. 1999. №5. С. 27-32.

26. Моделирование микробной адгезии, биодеструкции и колонизации на образцах стоматологических базисных полимеров для подтверждения защитных свойств нового покрытия из карбида кремния «Панцирь» / Е.А. Митрофанов [и др.] Ред. С.Б. Нестерова. // Коллективная монография. «Вакуумная техника, материалы и технология». Материалы XI Международной научно-технической конференции. М.: НОВЕЛЛА, 2016. 230 с.

27. Зубная эмаль. Универсальная энциклопедия // URL. http://unienc.ru/w/ru/820444-zubnaya-emal.html (дата обращения 08.12.2015).

28. Харитонов А.П., Логинов Б.А Прямое фторирование полимерных изделий - от фундаментальных исследований к практическому использованию // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. т. LII. № 3. C. 106-111.

29. Ключевые процессы технологии микросистемной техники: плазмохимические процессы глубокого анизотропного травления кремния / И.И. Амиров [и др.] М.: Нанотехнологии и наноматериалы. 2012. №4(66). C. 8- 13.

30. Амиров И.И., Изюмов М.О., Морозов О.В. Анизотропное травление глубоких канавок в кремнии во фторсодержащей плазме // Сб. трудов 4 - ого Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново, 2005. Т.2. С. 653-656.

31. Кларк Филип Дж., Олсон Эрик Д. Использование сегрегированных гидрофторэфиров в качестве очистителей при сборке электронного оборудования // URL. http://multimedia.3m.com/mws/media/782398O/the-use-of-segregated-hydrofluoroethers-as-cleaning-agents.pdf?fn=HydrofluorQeaningAgents.pdf

(дата обращения 25.04.2016).

32. Амиров И.И., Алов Н.В. Формирование микроструктур на поверхности кремния во фторсодержащей плазме в циклическом процессе травление/пассивация. Химия высоких энергий. 2008. Т.41.№4. С.35-39.

33. Плазменные процессы глубокого травления кремния в технологии микросистемной техники / И.И. Амиров [и др.] Труды ФТИАН. Квантовые компьютеры, микро-наноэлектроника. М.: Наука. 2009. Т.20. 159-174 с.

34. Properties of the fluorinated coating based on carbon prepared by RF-magnetion deposition / V.V. Sleptsov [and oth.] Diamond and Related Material. 1992. №1. 546-548 p.

35. Пономарев А.Н., Василец В.Н. Кинетика и механизм химического взаимодействия НТП с полимерами // URL. http://www.isuct.ru/conf/plasma/ LECTIONS/Ponomarev_Vasiletc_lection.html (дата обращения 04.06.2016).

36. Наноструктурирование поверхности ионно-плазменными методами -способ управления свойствами материала / В.М. Елинсон [и др.] URL. http://www.isuct.ru/istapc2008/PR0C/4-2.PDF (дата обращения 03.04.2016).

37. Наноструктурирование поверхности полимеров ионно-плазменными технологиями для повышения их антибактериальных свойств / В.М. Елинсон [и др.] М.: Изд. «Радиотехника, «Наноматериалы и наноструктуры». 2014. № 4. Т. 5. 23-28 с.

38. Barrier properties of carbon films deposited on polymer-based devices in aggressive environments / V.M. Elinson [and oth.] J. «Diamond and Relative Materials». 1999. №8. 2102-2109 р.

39. Электрофизические свойства и топография поверхностных углерод -полимерных наноструктур / В.М. Елинсон [и др.] Матер. конф. «Вакуумная наука и техника». 2002. 384-389 с.

40. Формирование структур металл- полимер с высокоразвитой поверхностью / В.Т. Гринченко [и др.] М.: Матер. Всеросс. науч.-техн. конф. «Новые материалы и технологии», «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского. 1988. 261-262 с.

41. Антимикробная активность полиэтилентерефталата с наноструктурированной поверхностью в отношении клинических штаммов микроорганизмов / В.М. Елинсон [и др.] М.: Матер. IX Межд. науч.-техн. конф. «Вакуумная техника, материалы и технология». 2014. 185-189 с.

42. New Antimicrobial Materials Based on Polymers with Nanostructured Surface Modified Organic Fullerene [60] Derivatives / V.M. Elinson [and oth.] Plasma Processes and Polymers, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. 2009. V.6. S85-S91 р.

43. Полимеры с наноструктурированной поверхностью: медико-биологические характеристики и возможности применения /В.М. Елинсон [и др.] Матер. IV Всероссийской конф. «Актуальные вопросы химии высоки энергий». 2009. 20-26 с.

44. Приказ №535 «Об унификации микробиологических методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений» // URL. http://base.consultant.ru/ cons/CGI/online.cgi?req=doc;base=ESU;n=15343 (дата обращения 03.02.2016).

45. Елинсон В.М., Лямин А.Н., Костюченко Л.Н. Новые нанокомпозитные полимерные материалы для эндоскопического оборудования, препятствующие образованию биопленок // Ж. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2014. № 10 (110). C. 44-49.

46. Определение толщины модифицированного слоя пленки политетрафторэтилена, обработанной в тлеющем разряде /М.Ю. Яблоков [и др.] Химия высоких энергий. 2013. Т.47. № 1. 76-77 с.

47. Адгезионные свойства пленок политетрафторэтилена, модифицированных в плазме /М.Ю. Яблоков [и др.] Химия высоких энергий. 2009. Т.43. № 6. 569-572 с.

48. Пискарев М.С. Модифицирование поверхности пленок полифторолефинов в тлеющем разряде постоянного тока //Ж. Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2010. Т.10. №1-2. С. 274-279.

49. Конструирование гибких и гибко-жестких печатных плат /А.М. Медведев [и др.] СПб: Компоненты и технологии. 2008. №83. 147-160 с.

50. К вопросу об увеличении длительной электрической прочности композиционного электроизоляционного материала с полиэтилентерефталат-

ной пленкой ПЭТ-Э / А.И. Драчев [и др.] М.: Электротехника, 2003. № 4. 35-39 с.

51. Энциклопедия полимеров / Ред. коллегия: Кабанов В.А. (глав. ред.) [и др.] // М.: «Советская энциклопедия», 1977. C. 1152.

52. Слепцов В.В. Данцигер М. Наноструктуры нового качества // Ж. Наука в России. 2005. №2. 55-59 с.

53. Щербина А.А., Чалых А.Е. Плазмохимическая модификация поверхности полимеров. Полиэтилентерефталат // М.: Ж. Физикохимия поверхности и защита материалов. Изд-во ФГУП «Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр «Наука», 2015. №.3. 231 с.

54. Брок Т. Мембранная фильтрация: Пер. с англ. // М.: Мир, 1987. C. 464.

55. Molecular sieves and method for producing same / P.B. Price, R.M. Walker // Pat. USA № 3303085, 1962.

56. Price P.B., Walker R.M. Chemical etching of charged particle tracks // J. Appl. Phys. 1962. v. 33. P. 3407-3412.

57. Возможности использования ионно-плазменных технологий в области биологической и технической безопасности / В.М. Елинсон [и др.] М.: Ж. «Приборы», 2012. №8. С. 5-9

58. Изучение процессов фильтрации коллоидальных и биологических суспензий через ядерные фильтры / Б.В. Мчедлишвили [и др.] Коллоидный журнал. 1978. Т.40. №1. C. 59-63.

59. Лямин А.Н. Разработка и исследование наноструктурированных поверхностей полимеров для электроники и медицины: дис. канд. техн. наук: 05.27.06 /Лямин Андрей Николаевич// М.: ФГБОУ ВПО «МАТИ», 2011.

С. 157.

60. Нежметдинова Р.А. Разработка нанокомпозитных материалов на основе синтетических и природных полимеров и органических производных фул-лерена С60 для электронной техники: дис. канд. техн. наук: 05.27.06 / Рамиля Амировна Нежметдинова // М.: ФГБОУ ВПО «МАТИ», 2013. С.156.

61. Бузник В.М. Фторполимеры: состояние отечественной химии фторполимеров, перспективы развития // Рос. химич. журн. (Журн. Рос. хи-мич. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. LII. № 3. C. 7 - 12.

62. Денисов В.Я., Мурышкин Д.Л., Чуйкова Т.В. Органическая химия. М.: Высшая школа, 2009. С. 544.

63. Максимов Б.Н., Барабанов В.Г., Серушкин И.Л. Промышленные фто-рорганические продукты: Справочник. 2-е изд., перераб.//Л.:Химия, 1976. С. 544.

64. Опыт применения фторполимерных материалов в авиационной технике / Э.Я. Бейдер[и др.] Рос. химич. журн. (Журн. Рос. химич. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. LII. № 3. C. 30-44.

65. Vicker D. Infrared Imager with plastic Laminated Diffractive Aspheric Surfaces // SPIE Proc. 2001. V.4369. P. 642-648.

66. Developing polymeric antireflective coatings / L.J Crawford, N.R. Edmonds е! al. // SPIE Proc. 2008. V.7061. P. 70611A-1-11.

67. Квасников М.Ю. Фторсодержащие лакокрасочные композиции и покрытия на их основе: автореф. докт. техн. наук: 05.17.06/ Квасников Михаил Юрьевич; РХТУ им. Д.И.Менделеева. М., 2008. С. 34.

68. Новое в технологии соединений фтора: Пер. с японск./ Под ред. Н. Исикавы. // М.: Мир, 1984. C. 592.

69. Глинка Н.Л. Общая химия: учебное пособие для вузов. /Под ред. А.И. Ермакова. М: Интеграл-Пресс, 2003. С. 728.

70. Логинов Б.А. Удивительный мир фторполимеров. М.: ОАО «Дом печати ВЯТКА», 2008. 128 c.

71. Сперанская Т.А., Тарутина Л.И. Оптические свойства полимеров// Л.: Химия, 1976. С. 544.

72. Матренин С.В., Овечкин Б.Б. Композиционные материалы и покрытия на полимерной основе: Учеб. пос. Томск. 2008. 197 с.

73. Ассортимент, свойства и применение фторполимеров Кирово-Чепецкого химического комбината / З.Л. Баскин [и др.] Рос. химич. журн. (Журн. Рос. химич. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. LII. № 3. C. 13-23.

74. Viana J.C., Alves N.M., Mano J.F. Morphology and mechanical properties of injection molded polyethyleneterephthalate // Polym. Eng. Sci. 2004. V. 44. № 12. Р. 2174-2184.

75 Российские инновации роль ПЭТ-индустрии в повышении конкурентноспособности отечественной пищевой промышленности / Высшая школа государственного администрирования (ВШГА) МГУ им. М. В. Ломоносова. 2016. С. 49.

76. Брагинский Г.И., Кудрна С.К. Технология основы кинофотопленок и магнитных лент. Л.: Химия, 1980. С. 376.

77. Килинский К.И., Леви С.М. Технология производства кинофотопленок. Л.: Химия, 1973. С. 248.

78. Дьяконов А.Н., Завлин П.М. Полимеры в кино - фотоматериалах. Л.: Химия. 1991. С. 240.

79. Устинов В.А. Обеспечение физической сохранности архивных документов // Техника кино и телевидения. 2000. № 6. С. 44-48.

80. Милицкова Е.А., Андреева Т.И. Конструкционные материалы на основе полиэтилентерефталата. М.: НИИТЭХИМ, 1991. С. 50.

81. Белова Н. В. Модификация трековых мембран и получение наноструктур на их основе // Студенческая аудитория. 2006. №12. С. 62-64.

82. Официальный сайт. Объединенный институт ядерных исследований // URL. http://www.jinr.ru (дата обращения 03.04.2014).

83. Fleisher R. L. Ion Tracks in Solids: From Science to Technology to Diverse Applications // MRS Bulletin. 1995. Р. 17-21.

84. Реутов В. Ф., Дмитриев С.Н. Ионно-трековая нанотехнология // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). 2002. ^XLVI. №5. С. 74-80.

85. Флеров Г.Н. Синтез сверхтяжелых элементов и применение методов ядерной физики в смежных областях // Вестник. АН СССР. 1984. №4. С. 35-48.

86. Торбин И.Д., Коротнева Л.А., Чегодаева А.Д. и др. Полимеры и сополимеры стирола оптического назначения: информац. обзор // Полимеризационные пластмассы. М.: НИИТЭХим., 1984. С. 28.

87. Установка напыления УВН-71П3 // URL. http://vacuumprom.ru/ index.php?page=shop.product_details&flypage=flypage.tpl&product_id=385& cate-gory_id=15&option=com_virtuemart&Itemid=41 (дата обращения 03.04.2014).

88. Богданова Ю.Г., Должикова В.Д. Метод смачивания в физико-химических исследованиях поверхностных свойств твердых тел // В сб. статей XV всерос. конф. "Структура и динамика молекулярных систем". 2008. Т.1. С. 7-16.

89. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979. С. 568.

90. Наноструктурированные сверхгидрофобные поверхности помогут избежать обледенения // URL. http://dinoera.ru/jevoljucija/5425-nanostrukturirovannye-sverhgidrofobnye-poverhnosti-pomogut-izbezhat-obledenenija.html (дата обращения 15.05.2015).

91. Богданова Ю.Г., Должикова В.Д., Белов Г.П., Голодков О.Н., Чалых А.Е. Прогнозирование биосовместимости полиолефинкетонов на основании энергетических характеристик их поверхностей // Вестник московского университета. 2008. Сер. 2. Химия. Т.49. №5. С. 17-22.

92. Kable D. H. Dispersion-Polar Surface Tension Properties of Organic Solids // J. Adhesion. 1970. V.2. P. 66-81.

93. Справочник измерительного оборудования // URL. http://www.kip-guide.ru/docs/50159-12.pdf (дата обращения 03.05.2016).

94. Системы для микроскопии и анализа // URL. http://www.microscop.ru/oborudovanie/microscopes/item/quanta-3d-dualbeam/ (дата обращения 15.05.2016).

95. Справочник измерительного оборудования // URL. http://www.kip-guide.ru/docs/44976-10.pdf (дата обращения 15.05.2016).

96. Исследование процессов колонизации STAPHYLOCOCCUS AUREUS наноструктурированных фторсодержащих поверхностей, сформированных разными методами ионно-плазменной технологии / В.М.Елинсон [и др.] Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2016. т. 162, № 7. C. 84-87.

97. Исаенкова М.Г., Перлович Ю.А., Головин Ю.И. Использование наноиндентометра для оценки механических свойств материалов: Лабор. прак. М.: МИФИ, 2016. С. 36.

98. Scheltec AG авторизованный дистрибьютор PerkinElmer // URL. http://www.scheltec.ru/catalog/molecular-spectroscopy/spectrophotometers/ lambda-650-750-850-950/ (дата обращения 15.05.2016).

99. Справочник измерительного оборудования // URL. http://www.kip-guide.ru/docs/46152-10.pdf (дата обращения 15.05.2016).

100. Tauc J. Amorphous and Liquid Semiconductors // New York: Plenum. 1974. P. 441.

101. Morigaki K., Ogihara C. Amorphous Semiconductors: Structure, Optical, and Electrical Properties // Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials. 2007. P. 565.

102. Brodsky M.H., Title R.S., Weiser K., Pettit G.D. Structural, Optical, and Electrical Properties of Amorphous Silicon Films // Phys. Rev. B. 1970. Vol. 1. P. 2632-2641.

103. Taus J., Grigorovici R., Vancu A. Phys. St. Sol. 1966. 15. P 627.

104. ГОСТ 9049-91 Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов. М.: Изд-во стандартов, 1991. С. 15.

105. Амиров И.И. Плазменные процессы формирования высокоаспектных структур для микро - наномеханических устройств: Автореф. докт. физ.-мат. наук: 05.27.01/ Амиров Ильдар Искандерович// ЯФ ФТИАН, 2010. С. 43.

106. Аморфные полупроводники / Под. ред. Бродски // М.: Мир, 1982. С. 419.

107. Электронная структура пленок а-С:Н. / М.Б. Гусева [и др.] М.: Ж. «Поверхность». 1987. № 11. С. 34-38.

108. Влияние толщины пленок а-С:Н на механизм переноса носителей заряда / B.M. Елинсон [и др.] М.: Письма в ЖТФ. 1990. т. 16. в.3. 36-39 с.

109. Пленки а-С:Н: размер графитных кластеров и электропроводность / О.Ю. Сокол [и др.] М.: Ж. «Микроэлектроника». 1990. т.19. 103-105 с.

110. Coatings based on a-C:H films for laser and soft X-rays technique / V.V. Sleptsov [and oth.] Proc. оf Conf. «Thin Films for Optical Systems». 1992. 1742-1782 p.

111. Физико-химические характеристики наноструктурированных синтетических и природных материалов с антимикробной активностью, сформированных методами ионно-плазменной технологии / В.М. Елинсон [и др.] // Сб. док. межд. конф. «Вопросы инженерной нанотехнологии». М.: МГТУ им. Н.Э Баумана, 2008. С. 70-74.

112. Осаждение пленок из направленных ионно-плазменных потоков / Л.Б. Гришко [и др.] М.: Ж. Электронная промышленность. 1986. №4. 6-11 с.

113. Панфилов Ю.В. Электронные, ионные и плазменные технологии Часть I. Конспект лекций/ М.: Изд-во НТИ «Машиностроение» //

Ж. Наноинженирия. 2012. № 4. С. 14-27.

114. Елинсон В.М. Ионно-плазменные методы конструирования поверхности на основе пленок углерода: дис. докт. техн. наук: 05.27.06 /Елинсон Вера Матвеевна//М.: МАТИ - РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2002. С. 255.

115. Брукс Д., Джайлз Дж. Производство упаковки из ПЭТ / Пер. с англ. под ред. Сабсая О. Ю. // СПб. 2006. С. 368. (PET Packaging Technology, Edited by Brooks D.W. and Giles G.A., 2002).

116. Correlation of adhesive, contact and electret properties of DC discharge-modified polytetrafluorethylene films / M. Yablokov [and oth.] Materials of VIII International Conference on Plasma Physics and Plasma Technology

(PPPT-8). 2015. 578-581 р.

117. Поляризация пленок полиэтилентерефталата в электрическом поле / А.И. Драчев [и др.] М.: Электротехника. 2003. №4. 39-41 с.

118. Тагер А. Физико-химия полимеров / 4-е изд., перераб. и доп. под ред. А.А. Аскадского // М.: Научный мир, 2007. 573 с. (Physical Chemistry of Polymers by Tager. A, 1978)

119. Конкин А.А., Зверев М.П. Полиолефиновые волокна. М.: Химия, 1966. - С. 280 .

120. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979. 568с.

121. Гоголинский К.В. Средства и методы контроля геометрических параметров и механических свойств твердых тел с микро- и нанометровым пространственным разрешением: Дис. докт. техн. наук: 05.11.13 / Гоголинский Кирилл Валерьевич; СПб. горный университет. 2015. С. 264.

122. Игумнов С.М. и др. Фторсодержащие мономеры и полимеры со специальными свойствами для интегральной оптики и фотоники // Доклады АН. 2012. Т.446. № 3. 288-293 с.

123. Полимерная интегральная оптика на основе новых галогенизиро-ванных акрилатов / В.И. Соколов [и др.] М.: X Всерос. конф. «Химия фтора». 2015. 148-151 с.

124. Урзаев В.Г. Влагопроницаемость покрытий печатных узлов: фантазии на тему // Ж. «Технологии в электронной промышленности». 2005. №5. 56-58 c.

125. Уразаев В.Г. ТРИЗ в электронике. М.: Техносфера, 2006. 320 с.

126. Астафьев А.В. Окружающая среда и надежность радиотехнической аппаратуры. М.: Энергия, 1965. 360 с.

127. Химия и технология кожи и меха / И.П. Страхов [и др.] - Под ред. И.П. Страхова М.: Легпромбытиздат, 1985. 408 с.

128. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи /под ред. Г.П. Андрианова // М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. Ч.1. 376 с.

129. Уразаев В.Г. Способ влагозащиты печатных плат по заявке РФ № 2004101214 от 14.01.2004.

130. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974. 272 с.

Отзыв научного руководителя

о диссертационной работе Сильницкой Ольги Андреевны «Исследование и разработка процессов формирования наноструктурированных барьерных слоёв на основе фторуглеродных пленок», представленную на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.27.06. - «Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники».

Тема диссертации, выполненной аспиранткой Сильницкой Ольгой Андреевной, является чрезвычайно актуальной, поскольку, с одной стороны, направлена на решение проблемы защиты полимерных материалов от микробиологических повреждений, ограничивающих их применение в микроэлектронике и радиотехнике в качестве конструкционных и функциональных материалов, а с другой стороны, представляет собой один из наиболее экономически оправданных путей конструирования свойств поверхности полимеров - создание на-ноструктурированных барьерных слоев на поверхности полимеров методами ионно-плазменной технологии. Разработка такого подхода позволяет решать вопросы защиты полимерных изделий различного назначения, выполненных с использованием различных полимерных материалов. В работе рассмотрена возможность создания барьерных слоев на поверхности полимеров различной химической природы.

Целью настоящей работы является разработка технологических принципов и технологии создания барьерных слоев путём наноструктурирования поверхности полимеров ионно-плазменными методами и последующей модификации их фторуглеродными пленками с различным содержанием фтора.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Впервые в процессе разработки технологии формирования фторуглеродных пленок при использовании смеси газов CF4+ С6Н12 с применением источника ионов на основе скрещенных электрического и магнитного полей установлено наличие области переходных процессов, т.е. конкурирующих процессов нанесения и травления в определенной области содержания CF4 и С6Н12 в ПЛС (плазмообразующей смеси) с формированием рельефа, представляющего собой чередующиеся наноразмерные выступы с расстоянием между ними не более 1 мкм. Для сформированных пленок установлено:

- значение модуля упругости Юнга превышает данные для исходного образца полистирола в 3 раза, что улучшает его механические свойства;

- значение ширины запрещенной зоны (Е^ фторуглеродной пленки возрастает до Eg =4,5 эВ;

- отсутствие адгезии бактерий и стойкость к воздействию плесневых грибов, что обеспечивает снижение биодеструкции полимерных материалов.

2. Показано, что обработка поверхности полимеров потоками ионов ПЛС CF4 + приводит к резкому изменению удельной полной поверхностной

энергии полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и политетрафторэтилена (ПТФЭ). Для полимеров, изначально не содержащих фтор (ПЭТФ), характерно увеличение гидрофобности поверхности, а для фторсодержащих полимеров (ПТФЭ) - увеличение гидрофильности.

3. Показано, что значительное влияние на влагопропускание структур на основе фторуглеродных пленок, сформированных при различном содержании CF4 в ПЛС, оказывают как содержание фтора, так и толщина НВС.

Практическая значимость работы определяется тем, что:

1. Разработана технология получения НВС, обладающих: стойкостью к биодеструкции под действием микроорганизмов и плесневых грибов; низким влагопропусканием; практически неизменными оптическими свойствами; повышенными механическими свойствами по сравнению с исходным полимером.

2. Разработанная технология может быть использована в производстве изделий электронной техники для уменьшения биодеструкции, старения и климатического воздействия на полимерные материалы, используемые в качестве конструкционных материалов, компонентов изделий политроники, дискретных компонентов и элементов изоляции.

3. Разработанная технология получения антиадгезионных НВС за счет отсутствия адгезии микроорганизмов и плесневых грибов может быть использована для создания:

- воздушных и водяных фильтров на основе трековых мембран с повышенным ресурсом;

- изделий из полимеров, применяемых в труднодоступных местах «чистых» комнат.

4. Результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки магистров по направлению «Проектирование и технология электронных средств». Разработана методика формирования наноструктурированных барьерных слоев, используемая для выполнения лабораторных работ и выпускных квалификационных работ магистров.

Сильницкая Ольга Андреевна является сложившимся научным работником, способным ставить, анализировать и решать важные технологические задачи. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (Москва, 2014); XIII и XIV международных конференциях «Высокие медицинские технологии XXI века», (Венидорм, Испания, 2014, 2015); IV Всероссийской научной конференции «Актуальные вопросы биомедицинской инженерии» (Саратов, 2014); VI Всероссийской конференции «Актуальные проблемы химии высоких энергий» (Москва, 2015); X, XI и XII Международных конференциях «Вакуумная техника, материалы и технологии», (Москва, 2015, 2016, 2017); VIII International Conf. «Plasma physics and plasma technology» (PPPT-8), (Minsk, Belorus, 2015); XXVI Российской конференции по электронной микроскопии (Москва, 2016); XXVIII Международном симпозиуме «Тонкие пленки в электронике» (Москва, 2016); XVIII, XXII, XXIII и XXIV научно-технических конференциях «Вакуумная наука и техника»

(Феодосия, 2015, Судак, 2011, 2016, 2017); X и XIV Международных конференциях (МНТК) «Быстрозакаленные материалы и покрытия» (Москва, 2011, 2016).

По теме диссертации Сильницкой Ольгой Андреевной опубликованы 6 статей по теме диссертации в рецензируемых научных журналах, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 17 докладов на всероссийских и международных научно-технических конференциях, получен патент на изобретение №262494.

Диссертационная работа Сильницкой Ольги Андреевны выполнена на актуальную тему, обладает научной новизной и высокой практической значимостью.

Считаю, что Сильницкой Ольге Андреевне может быть присуждена учёная степень кандидата технических наук по специальности 05.27.06. - «Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники».

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

В.М. Елинсон

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ JOINT INSTITUTE FOR NUCLEAR RESEARCH

ЛАБОРАТОРИЯ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ ИМ. Г.Н.ФЛЕРОВА FLEROV LABORATORY OF NUCLEAR REACTIONS

141980 Дубна Московская обл. Tel.: [phone], 62159 Fax: [phone],65955

141980 Dubna, Moscow region, Russia E-mail: dmitrievtojinr.ru http://flcrovlab.jinr.ru

Справка

об использовании результатов диссертационной работы Сильницкой O.A. в Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований, г. Дубна

Диссертационная работа аспирантки ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (МАИ) Сильницкой O.A. выполнена на актуальную для ЛЯР имени Г.Н. Флерова тему: «Исследование и разработка процессов формирования наноструктурированных барьерных слоев на основе фторуглеродных пленок».

В ЛЯР имени Г.Н. Флерова переданы результаты исследований процессов формирования барьерных слоев на основе фторуглеродных пленок, сформированных методами ионно-плазменной технологии при использовании плазмообразующей смеси CF4 + СбН^, обладающих комплексом уникальных характеристик, к которым относится, в частности, отсутствие адгезии микроорганизмов на поверхности полимерных трековых мембран на основе полиэтилентерефталата с нанесенным на их поверхность барьерным слоем, что исключает последующую биодеструкцию поверхности трековых мембран и тем самым увеличивает ресурс эффективной работы. Это позволит разработать научные основы и практические рекомендации по повышению длительности эффективной работы фильтров для очистки воды и воздуха на основе трековых мембран.

Директор ЛЯР им. Г.Н. Флерова д.физ-мат.н., профессор

С.Н. Дмитриев