» » Электростатически стимулированный метод химического осаждения паров
18.01.2016

Метод был развит для осаждении однородных тонких пленок с целью значительного снижения стоимости производства. Этот процесс включает направление распыленного прекурсора вдоль силовыx линий электрического поля. При тщательном подборе химического состава прекурсора и условий процесса капли аэрозоля испытывают химическую реакцию в паровой фазе в непосредственной близости от нагретой подложки (гетерогенная СVD-реакиии). В результате при осаждении (в одной операции) образуется стабильная плотная пленка с превосходной адгезией на подложке.
Этот метод применим для получения тонких, а также толстых покрытий с прочной адгезией, строго контролируемой стехиометрией и структурой. Метод может быть применен для получения многослойных, композитных и градиентных покрытий.
Другие преимущества метода — высокая скорость осаждения (до 5 мкм/мин) и низкая температура осаждения (200—650 °С).
При использовании прекурсора на основе золя могут быть осаждены простые оксиды (Аl2O3, SiO2, SnO2), многокомпонентные оксиды La(Sr)МnO3, ВаТiO3, РbTiO3 и допированные оксиды (Y2O3—ZrO2, SnO2—In2O3), а также полимерные пленки (поливинил флюорид).
Этот метод применяется в настоящее время для осаждения неоксидных пленок на основе сульфидов и селенидов. Техническая и экономическая гибкость метода успешно продемонстрирована при получении улучшенных компонентов твердых оксидных топливных ячеек. Другие коммерческие приложения включают реформинг-катализ, керамические мембраны для селективного разделения газов, каталитические дожигатели выхлопных газов, термические барьерные покрытия, биоактивные покрытия, ферроэлектрические пленки для сенсоров и устройств памяти.
Этот метод может обеспечить возможность атомного осаждения наноструктурных материалов. В принципе с использованием этого метода могут быть получены нанокристаллические порошки, наноструктурные тонкие пленки и нанокомпозитные покрытия. Нанокристаллические порошки характеризуются значительным снижением температуры спекания до 900 °С по сравнению с промышленными порошками, для которых необходима температура спекания, обеспечивающая отсутствие пористости, порядка 1400 °С. При этом были получены также нанофазные пленки со средним размером зерна менее 100 нм. Предварительные результаты показали, что диэлектрические свойства этих пленок сопоставимы со свойствами пленок, осажденных с использованием CVD- или PVD-методов.
Метод идеально подходит для получения строго контролируемых по составу композитных, наноразмерных текстурованных биоактивных покрытий на сплавах ортопедических изделий сложной конструкции с заданной поверхностной текстурой, для максимального остеомеханического приживления. Гибкость процесса дает возможность оптимизировать состав, текстуру и зернистость градиентного покрытия на поверхности металла, обеспечивающего достижение максимальной прочности сцепления, стабильности и биоактивности.