ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности адгезии пленок, испытывающих действие электрического поля из "Адгезия пленок и покрытий " Особенности адгезии пленок, испытывающих действие электрического поля. После осаждения частиц или капель на поверхности субстрата и образования прилипшей пленки электрическое поле может оказать влияние на адгезионную прочность пленок. [c.277] В результате контакта частиц с поверхностью их заряд может уменьшаться вследствие проводимости зоны контакта. Предельный заряд, который остается на частице после ее разрядки, зависит не только от проводимости частицы и диэлектрической проницаемости материала частиц, но и определяется электрическим сопротивлением в зоне контакта, так называемым переходным сопротивлением. Поэтому кулоновские силы, определяемые по формуле (VI, ), будут в конечном счете обусловлены тем остаточным зарядом, который несет частица уже после контакта с поверхностью. Этот заряд, как правило, меньше, а в некоторых случаях существенно меньше заряда, который приобрела частица в электрическом поле. Адгезия пленок, сформированных из слоя прилипших частиц, определяется остаточным зарядом частиц, а не их начальным. Более подробные сведения о роли кулоновских сил в формировании адгезионного взаимодействия частиц можно найти в работе [1]. [c.277] После контакта капель с поверхностью субстрата происходит их растекание, слияние и образование сплошного слоя жидкости. Одновременно происходит стекание зарядов с капель подобно тому, как это имеет место при контакте частиц. [c.277] Стекание зарядов может происходить лишь частично. В данном случае в прилипшем слое будут находиться остаточные заряды, которые могут оказать отрицательное воздействие на дальнейшее формирование пленки. Причиной этого является возникновение сил отталкивания между одноименно заряженными частицами, а также возможность пробоя между адгезивом и субстратом. [c.277] Формула (VI,13) справедлива при условии, когда покрытие формируется в результате распыления жидкости или порошка. [c.278] Из формулы (VI,14) следует, что одним из основных свойств материала, определяющих возможность пробоя, является удельное сопротивление Яу образующейся прилипшей пленки. Зная это сопротивление, можно по формуле ( 1,14) подсчитать вероятность пробоя пленки и ее адгезионную прочность. [c.278] Поверхностная плотность заряда зависит также от удельного объемного сопротивления. Если удельное объемное сопротивление Яу находится в пределах от 10 до 10 Ом -м, то поверхностная плотность заряда имеет положительный знак, что способствует дальнейшему осаждению частиц и формированию прилипшей пленки. В диапазоне удельного объемного сопротивления Ю —10 Ом -м может происходить перезарядка пленки от положительного до отрицательного значения. При удельном сопротивлении прилипшей пленки, превышающем 10 Ом -м, заряд пленки будет отрицательным, т. е. одноименным с зарядом частиц или капель, наносимых на пленку. [c.278] Тогда между уже сформировавшейся пленкой и частицами, которые должны осаждаться на ней, возникает отталкивание и дальнейшее осаждение частиц или капель, а также формирование пленки может прекратиться [217]. [c.279] При дальнейшем повышении удельного сопротивления материала пленки возможно возникновение пробоя между пленкой и заземленной поверхностью субстрата. Образуется так называемая обратная корона , в результате чего в газовую среду могут инициироваться положительные ионы. Обратная корона ухудшает адгезию и в этом смысле является нежелательным явлением. [c.279] Теперь рассмотрим возможность пробоя, т. е. выполнение условия (VI,12) применительно к диэлектрикам. На диэлектриках возникает потенциал, направленный противоположно внешнему электрическому полю, и стекание зарядов частиц будет затруднено. Все это приводит к росту плотности зарядов на прилипшей пленке, повышению ее потенциала и напряженности, которая может превысить пробойное напряжение. [c.279] Если пленка имеет форму круга, то периметр прилипшей пленки определяется как S = 2nR, где R — радиус прилипшей пленки. [c.279] Из уравнения (VI, 17) следует, что удельная электропроводность пленки зависит от силы тока при данной толш ине пленки и напряжении коронирующего электрода. С увеличением толщины пленок, например, из фторопласта марки Ф-015 от 160 до 300 мкм [230] при напряжении на коронирующем электроде 25 кВ величипа р снижается от 7,66 -10- 3 до 2,86 -10 (Ом м) . [c.279] Удельная электропроводность уменьшается с увеличением напряжения коронирующего электрода. Так, при толщине пленки 160 мкм с увеличением напряжения коронирующего электрода от 25,0 до 37,5 кВ удельная электропроводность снижается почти в десять раз. Такое снижение в соответствии с уравнением (VI,16) будет определять уменьшение напряжения U, которое возникает в пленке. В свою очередь, понижение U и Е , соответственно, согласно условию (VI,12) будет способствовать усилению адгезии пленки при воздействии электрического поля. [c.279] Плотность тока г на осадительном электроде зависит от диэлектрической проницаемости материала пленки. [c.280] В заключение перечислим те свойства материала пленки (диэлектрическая проницаемость, удельное сопротивление), которые обусловливают основные процессы, предшествующие и сопутствующие формированию адгезионного взаимодействия плепок в электрическом поле [217]. Такое перечисление дано в табл. VI,1. [c.280] Зарядка Осаждение Растекание Пробой. [c.280] Для более эффективного образования прилипшего слоя на поверхности субстрата необходимо обеспечить сравнительно низкое удельное сопротивление. [c.280] Удельное сопротивление не влияет на процесс формирования пленок за исключением стадии растекания в случае нанесения капель. Влияние диэлектрической проницаемости на стадии зарядки частиц и их осаждения является противоречивым с одной стороны, для эффективной зарядки требуется низкая диэлектрическая проницаемость, а с другой стороны, в случае осаждения она должна быть относительно высокой. [c.280] На основании обобщения экспериментальных данных и с учетом всех стадий процесса формирования пленки можно сделать заключение, что для обеспечения надежной адгезии плепок в электрическом поле в случае распыления жидкости диэлектрическая проницаемость должна быть в пределах 3—7, а удельное электрическое сопротивление не должно превышать 5 -10 Ом-м. [c.280] Вернуться к основной статье