Введение к работе
Актуальность, Металлизированные дюлектрические изделияіволокна,
Порошки, тканії), поверхность которых полностью или частично покрыта
металлом, представляют собой новый класс инженерных материалов. Сочетая
в себе свойства диэлектриков (прочность, термо-и жаростойкость) и
электропроводность металлов, они находят широкое применение во МНОГИХ
отраслях народного хозяйства. Особый интерес представляют диэлектрики с
тонкопленочными металлическими покрытия, используемые в
микроэлектронике, оптике, магнитной технике , а также » качестве
наполнителей для проводящих композиционных материалов общего и
специального назначений. Обычно такие покрытия получают физическими
(вакуумное испарение, ионное распыление) или химическими (осаждение из
газовой \ты, химическое восстановление из рясткоров) методами.
Химическая металлизация из растворов имеет ряд преимугцеств, так как этот
процесс технологичен, высокопроизводителен и не требует сложного
оборудования. Однако, несмотря -на широкое применение химической
металлизации для получение проводящего подслоя при гальваническом
. осаждении покрытий, ряд проблем этого метода нельзя считать окончательно
решенными из-за высоких требований, предъявляемых к качеству покрытий:
они должны быть однородными, сплошными и обладать хорошей адгезией к
подложке. Выполнению этих требований способствует использование в
растворах химической металлизации прогрессивных технологических
продуктов - Поверхностно-активных веществ (ПАВ). Но до настоящего
Времени выбор этих соединений проводится чисто эмпирически и в основном
используются неионогенные ПАВ для повышения смачиваемости подложки.
Однако, как показала практика, более перспективны при осаждении
тонкопленочных покрытий катионные . ПАВ, обладающие
многофункциональностью действия, что весы і существенно в технологическом процессе. * Следует отметить, что систематических исследований влияния катионных ПАВ на процесс осаждения покрытий практически не проводилось и отсутсгвувгг сведения о свойствах этих соединений в растворах металлизации. Несомненно, что решение этих вопросов позволит обоснованно подходить к подбору ПАВ при получении качественных тонкопленочных покрытий на различных материалах.
Данная работа выполнена в соответствий с программой научных исследований кафедры органической химии Тверского госуниверситета, являющейся составной частью научно-исследовательских работ по программе / "Разработка/проекта основных' направлений научной деятельности Минвуза FDPCP до 2000 года" (приказ Минвуз* РСФСР от 05.(2.85 № 138с.}.
Цель работы. Исследование роли катионных ПАВ при осаждении тонкоплсночиых металлических покрытий на порошковых материалах из растворов .химического никелирования. Установление взаимосвязи между свойствами катионных ПАВ в растворах никелирования и факторами, определяющими процесс осаждения ПОКРЫТИЙ.
Научная новизна. Впервые изучено влияние кащонных ПАП на факторы, определяющие скорость осаждения металлических покрытий-, стабильность растворов металлизации и свойства покрытий. Исследованы физико-химическ'не свойства катионных ПАВ в. водны:, растворах и растворах химического никелирования. Изучены гидролитическая и термическая устойчивость исследуемых ; ПАВ. смачивающая способность их водных растворов и растворов никелирования по отношению .к гидрофильным {стеклянные мнкросферы) и гидрофобным (графит) . поверхностям. Олтишшрован процесс оса/щения никелевых покрытий в присутствии ЛАВ методом математического планирования эксперимента. .
Практическая, значимость работы. Получены новые катионные ПАВ-четвертичнце соли аммония, различающиеся структурой гидрофобного и гидрофильного центров молекулы, изучены их фнзикр-химнческне свойства. Найдены оптимальные условия осаждения покрытий из растворов химического никелирования в.присутствии катионных ПАВ, разработаны рекомендации по практическому использованию ПАВ при осаждении тоикопленочных металлических покрытий. Приведены новые данные о свойствах катионных ПАВ в растворах химической металлизации. Разработаны'. новые. материалы - металлизированные иихрасферы ' и расширенный графит, пригодные в качестве наполнителей для изготовления проводящих композиционных материалов общего и специального назначения. Результаты работы были использованы в Тверской госуннвереитете при проведении научно-исследовательских работ по получению металлизированных волокон, тканей, порошков,
На защиту выносятся следующие положения;
-
Новые данные о свойствах катионных ЛАВ в растворах химического никелирования. I ; -. '
-
Установленные закономерности осаждения тонкослойных металлических покрытий на породйговых материалах в присутствии катионных ПАВ.
Публикации и вклад автора. По теме диссертации опубликовано 12 работ. Личный вклад . автора являлся основным как при выполнении экспериментальной части работы, так и при анализе и обобщении резз'льглтов исследования. Автором разработан специальный курс "Химия поверхностно:
активных веществ" гдаеіудентов специальности "Химия". '
Аіщобагц1я__цйо(41 lji. 'Материалы диссертации были представлены' на 3 Всесоюзном семинаре "Химические методы обработки поверхности неорганических матерналов"(Мос'ква, 1991), научно-техническом семинаре "Получение, свойства- и. применение дисперсных материалов в современной иа>\е и технике" (Челябинск; 1991)., 8 конференций "Поверхностно-активные 'вещества и сырье для их производства" (ШебекиНо, 1992), на научных семинарах ТвГУ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов. Основной текст.'изложен и;»"145 страницах: имеется 14 таблиц, 29 рисунков и список литературы из \Ы наименований.