Способ получения фотоэлектрически чувствительных слоев сурика

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,Я0„„1011500 з(5И С Ol G 21 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Р

Сд

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3354853/23-26 (22) 23.11.81 (46) 15.04.83. Бюл. № 14 (72) В. А. Извозчиков, 1О. Х. Паландузян, П. П. Рымкевич и В. С. Коршунов (71) Ленинградский государственный ордена Трудового Красного Знамени педагогический институт им. А. И. Герцена (53) 661.851.3 (088.8) (56) 1. Кишмария С. P. Канд. дис., ЛГПИ им. А. И. Герцена, Л., 1972, с. 31, 167, 175.

2. Авторское свидетельство СССР № 513936, кл. С 01 G 21/10, 197Ъ (прототип) . (54) 57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ

СЛОЕВ СУРИКА, включающий обжиг пленок окиси свинца в атмосфере кислорода, отличающийся тем, что, с целью увеличения адгезии слоев с подложкой и повышения их электрической прочности, обжиг пленок окиси свинца ведут при 200 — 350 С в течени

30 — 45 мин при давлении кислорода 50—

150 атм с последующей выдержкой полученного сурика при 50 †10 и снижении давления кислорода до атмосферного в течение 2 — 4 ч.

1011500

> ъ

Изобретение относится к получению слоев сурика РЬ О4, широко применяемого во многих отраслях промышленности, в частности в производстве оптического стекла флинтгласса, в лакокрасочном производстве для создания антикоррозийных покрытий, в электротехнической промышленности.

В современной технологии получения высокоомных фотопроводящих слоев для мишеней передающих трубок типа «видикон» широко используются окислы свинца.

Долговечность таких тонкопленочных покрытий имеет важное значение, а одним из основных параметров, определяющих надежНость покрытия, является адгезия.

Известен способ получения фотоэлектрически чувствительных слоев сурика, заключающийся в окисл ительном обжиге пленок окиси свинца PbO при температуре

-753 К (475 — 485 С) (1) .

Недостатком этого способа является низкая адгезия слоев с подложкой вследствие высокой температуры (485 С) обжига исходного материала — слоев окиси свинца, более всего проявляющаяся при запрессовке мишеней в видиконы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фотоэлектрически чувствительных слоев сурика толщиной в несколько десятков микрон, включающий нагрев и обжиг пленок окиси свинца в атмосфере кислорода при 475 — 485 С и проводимый до этих температур, начиная с 95 — 105 С со скоростью 7 — 13 С/мин(2).

Недостатком известного способа является невозможность получения структуры с достаточной адгезией с подложкой, и ведущая, как правило, к фрагментации слоя.

Степень адгезии пленки к подложке определяет механические и электрофизические свойства, в частности ее электрическую прочность.

Целью изобретения является увеличение адгезии слоев с подложкой и повышение их электрической прочности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фотоэлектрически чувствительных слоев сурика, включающему обжиг пленок окиси свинца в атмосфере кислорода при 200 — 350 C в течение 30 — 45 мин при давлении кислорода

50 — 150 атм с последующей выдержкой полученного сурика при 50 — 100 С и снижении давления кислорода до атмосферного в течение 2 — 4 ч.

Сущность способа заключается в следующем.

Изотермическая выдержка PbO-слоев при повышенном давлении и меньшем значении температуры по сравнению с известным способом с последующим стабилизирующим отпуском необходимым дня процесса релаксации упругих напряжений в сисОднако уменьшение температуры обжига даже до 400 — 430 С делает невозможным полный переход окиси свинца в слой сурика при атмосферном давлении ввиду существования строго определенных термодинамических точек перехода в системе окислов свинца. Положительный же эффект, обеспечиваемый предлагаемым способом, можно объяснить тем, что увеличение давления кислорода приводит, очевидно, к измейению как термодинамического стимула превращения, так и высоты потенциальных барьеров на пути реакции PbO Pb 04.

Пример 1. Слой окиси свинца помещают в автоклав, напускают в автоклав кислород

З0 и производят изотермическую выдержку слоя при 200 С и давлении кислорода

150 атм. Слой обжигают в течение 30—

45 мин. После обжига проводят стабилизирующий отпуск. слоев сурика при 50 С в течение 2 ч. В течение этих 2 ч уменьшают

35 давление кислорода в автоклаве до атмосферного.

После обжига проводят стабилизирующий отпуск слоев в течение 3 ч при 100 C.

В течение этих же 3 ч уменьшают давление кислорода в автоклаве до атмосферного.

Величина адгезии полученного слоя сурика составляет 68 г, слой выдерживает среднее электрическое поле по всей поверхности до 10 В/см.

Пример 3. Слой окиси свинца помещают в автоклав, напускают в автоклав кис 5 лород и производят изотермическую выдержку слоя при 50 С в течение 4 ч и одновременно при этом понижают давление кислорода в автоклаве до атмосферного.

15 теме: слой-подложка, возникающих в результате сложных физико-химических процессов перехода РЬО- РЬ О4, обеспечивает достижение определенного уровня механической и соответственно электрической про ности слоя. Снижение температуры обработки уменьшает влияние доминирующего над адгезией при высокой температуре отжига фактора — механических напряжений в слое, подложке и системе: слой-подложка.

Одновременно при этом на структуру слоев сурика в меньшей мере сказывается несоответствие коэффициентов расширения пленки и подложки, в частности слабая термостойкость стандартных стеклянных подложек со ЬпО -электродом, применяемых в телевидении.

Величина адгезии полученного слоя составляет 65 г, слой выдерживает среднее электпическое поле по всей поверхности до 10 В/см.

Пример 2. Слой окиси свинца помещают в автоклав, напускают в автоклав кислород и производят изотермическую выдержку слоя при 250 С и давлении кислорода 100 атм.

Слой обжигают в течение 30 — 45 мин.

1011500

Фазовый состав

Адгезия, г

РЪ,О 4

3 4

PPb3 ОО4

Pb О+ PbO

Pb O,+ РЪО

400 17

50

350

100

250

62

63, 150

200

200

150

250

Составитель Ю. Паландузян

Редактор А. Химчук Техред И. Верес Корректор И. Шулла

Заказ 2663 22 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЦПП сПатеит», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученный слой обладает величиной адгезии 75 г, выдерживает. поле по всей поверхности слоя до 10 В/см.

Данные по контролю адгезии слоев и их фазового состава для нескольких групп

Образец, Параметры обработки

11 р атм .t оС а L

Из многократных испытаний получены предельные значения давлений кислорода

50 †1 ат и температур 350 †2 С соответственно, при которых достигнуты макси- 25 мальная адгезия 65 — 75 г и электрическая прочность: поле пробоя по всей поверхности слоя составляет 10 †1 В/см (образцы № 2 — 4). Выход за эти пределы параметров давлений и температур ведут или низкой адгезии, сравнимой с адгезией из- Зр вестного слоя, составляющей -17 Г (образец № 1) и слабой электрической прочности поле пробоя E„p, = 102 — 10 8/см) или к неполному переходу РЬО в сурик

РЬ 04 (образцы № 5 и 6).

Время обработки 30 — 45 мин это ми- З5 нимальное время обжига, при котором достигается максимальная адгезия и электрическая прочность слоев. Как показывает эксперимент, температурный и временной интервалы 50; †1 С и 2 — 4 ч соответственно, соответствующие стабилизирующе- 40 му отжигу, способствуют также достижению максимальной адгезии 65 — 75 г и электрической прочности 10 — 10 В/см.

4 исследованных образцов приведены в таблице. Параметры обработки варьируют в интервалах 25 †2 атм и 400 †1 С соответственно через ряд промежуточных значений.

Адгезию измеряют методом царапания зондом с площади поверхности слоев от 2 до 20 см и толщиной образцов от 3 до

100 мкм.

Использование предлагаемого способа получения фотоэлектрически чувствительных слоев сурика обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества, необходимые для их практического применения: улучшает однородность структуры слоев и стабилизирует их электрофизические параметры, что необходимо для их работы в условиях сильного электрического по-. ля; повышает эксплуатационную надежность используемых в телевизионных передающих устройствах мишеней на основе сурика, особенно при использовании этих мишеней в портативйых комплектах, подверженных вибрациям и тряске; способ прост в осуществлении и позволяет без существенной перестройки использовать существующую технологию изготовления фотоэлектрически чувствительных слоев сурика.