Способы получения массивов нано- и микрочастиц металлов



Способы получения массивов нано- и микрочастиц металлов
Способы получения массивов нано- и микрочастиц металлов
Способы получения массивов нано- и микрочастиц металлов
Способы получения массивов нано- и микрочастиц металлов
Способы получения массивов нано- и микрочастиц металлов
Способы получения массивов нано- и микрочастиц металлов
Способы получения массивов нано- и микрочастиц металлов
Способы получения массивов нано- и микрочастиц металлов
Y10S977/84 -
Y10S977/84 -
Y10S977/73 -
Y10S977/73 -
C01P2004/32 - Неорганическая химия (обработка порошков неорганических соединений для производства керамики C04B 35/00; бродильные или ферментативные способы синтеза элементов или неорганических соединений, кроме диоксида углерода, C12P 3/00; получение соединений металлов из смесей, например из руд, в качестве промежуточных соединений в металлургическом процессе при получении свободных металлов C21B,C22B; производство неметаллических элементов или неорганических соединений электролитическими способами или электрофорезом C25B)

Владельцы патента RU 2714080:

Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") (RU)

Изобретение относится к области физики ультрадисперсных сред и нанотехнологии и может быть использовано при создании индикаторных матриц в различных датчиках и сенсорах плазмонного резонанса, эмиттерах, устройствах нано- и микроэлектроники, измерительной техники. Способ получения массивов нано- и микрочастиц металлов включает стадии помещения подложки в рабочую камеру, генерации аэрозоля частиц металлов электроразрядным методом, транспорта потока частиц металлов к поверхности подложки, при этом в качестве материала подложки используют полимерные фильтры на основе радиационно-модифицированного порошкообразного полиэтилена, изготовленные методом спекания, которые обладают следующими характеристиками: средний размер пор - от 1 до 10 мкм; общая пористость - от 40 до 55%; производительность по воздуху при перепаде давления 0,022 МПа - 66 м3/ч; причем используют образцы в виде дисков диаметром от 25 до 60 мм, толщиной от 5 до 10 мм, а генерацию аэрозоля частиц металлов производят в воздушной среде. Техническим результатом является упрощение и повышение качества технологии получения массивов нано- и микрочастиц металлов, устранение необходимости проведения процесса в условиях высокого вакуума, обеспечение контролируемого осаждения и пространственного распределения нано-/микрочастиц металлов. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 2 пр.

 

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области нано- и микротехнологий и может быть использовано при создании индикаторных матриц в различных датчиках и сенсорах плазмонного резонанса, эмиттерах, устройствах нано- и микроэлектроники, измерительной техники и проч.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА АНАЛОГОВ ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ

Известен способ изготовления субмикронных трубчатых металлических реплик с ядерных фильтров (ЯФ) [1. Патент РФ №2156328], который включает в себя гальваническое осаждение металла в каналы шаблона в виде ЯФ с нанесенным на одну из ее поверхностей металлическим слоем. При этом электрохимическую (ЭХ) ячейку разделяют ЯФ на верхний и нижний объемы. Пристеночное гальваническое осаждение металла в цилиндрических порах ЯФ осуществляют в условиях потока электролита через каналы мембраны из верхнего объема ЭХ ячейки в нижний. На последней стадии формирования микротрубочек периодически подают положительный потенциал на напыленный металлический слой на ЯФ по отношению к отрицательному потенциалу на электроде в нижнем объеме ЭХ ячейки.

Недостатками известного способа являются: а) необходимость использования специальной ЭХ ячейки и электролита определенного состава и оптимизации режима подачи напряжения на электроды ячейки в процессе гальванического осаждения металла в поры ЯФ и формирования массивов НМЧ, б) невозможность контроля характеристик частиц в процессе формирования и роста НМЧ металлов, в) зависимостью формы и размеров синтезируемых частиц от размера и формы микропор ЯФ.

Указанные недостатки обусловлены природой ЭХ способа синтеза массивов НМЧ металлов, в том числе, - необходимостью использования в качестве шаблона пленок ЯФ.

Известен способ формирования многослойных нанокристаллических пленок с гетерогенной границей раздела [2. Патент РФ №2436876], содержащий стадии:

а) приготовления раствора смеси солей металлов,

б) аэрозольного нанесения раствора на поверхность подложки в потоке газа-носителя,

в) удаления растворителя из раствора смеси солей металлов,

г) формировании на поверхности подложки многослойных нанокристаллических пленок в результате термического разложения солей металлов.

При этом поверхность подложки предварительно нагревают, из раствора смеси солей металлов формируют аэрозольный туман, который переносят и осаждают на поверхность подложки потоком кислородосодержащего газа-носителя, давление газа-носителя поддерживают выше атмосферного давления, формируют гетерогенную границу раздела путем нанесения на сформированный нанокристаллический слой нанокристаллического слоя другого химического состава, отличающегося от предыдущего.

Недостатками известного способа являются: а) нестабильность характеристик раствора смеси солей металлов, б) неконтролируемый характер стадии формирования, транспорта и нанесения аэрозоля на поверхность подложки; в) неконтролируемый характер процесса формирования массивов нано- и микрочастиц на стадии термического отжига.

Указанные недостатки обусловлены: а) возможностью протекания реакций между солями металлов в растворе, б) использованным методом формирования аэрозоля, основанном на пропускании кислородсодержащего газа сквозь раствор солей металлов, в) отсутствием контроля характеристик аэрозоля в процессе транспорта к подложке, г) неучетом возможности протекания процессов поверхностной диффузии и агрегации частиц на стадии термического отжига.

Известен способ получения осажденных на носителе НМЧ металла или полупроводника [3. Патент РФ №2380195], содержащий стадии: а) расплавления и диспергирования расплавленного материала, б) подачи полученных жидких капель этого материала в плазму, в) охлаждения жидких НМЧ, формируемых в плазме до их отвердевания, г) осаждения полученных твердых НМЧ металлов на носитель.

Недостатками известного способа являются а) неконтролируемый характер процесса расплавления и диспергирования исходного материала, подачи жидких капель материала в плазму; б) неконтролируемый характер образования, отверждения и осаждения нано-/микрочастиц материалов на поверхность носителя.

Указанные недостатки обусловлены недостаточным уровнем развития теоретических представлений о природе процессов, протекающих в плазме при взаимодействии с потоком жидких капель расплавленного материала, протекания процессов адсорбции и поведения НМЧ материала на поверхности носителя.

Известен способ изготовления массива металлических НМЧ с микроколебаниями плотности или градиентом по размеру слоя НМЧ [5. Международная заявка №2012055086 (A1) WO]. Известный способ включает:

а) приклеивание маски на поверхность субстрата, покрытого полимерной пленкой или пленкой из аморфного углерода, и фиксирования субстрата на основании;

б) помещения основания с подложкой в высоковакуумную камеру и позиционирования субстрата по центру потока металлических НМЧ;

в) образования НМЧ из материала металлической подложки путем газофазной агрегации в кластеры в потоке от источника;

г) образования коллимированного потока НМЧ, который является высокоориентированным, и относительная скорость осаждения которого может быть точно проконтролирована, как только НМЧ проходят сопло вместе с буферным газом;

д) вращая образец, и проводя осаждение из пучка, контролируя угловую скорость вращения, и режим вращения для получения массива НМЧ с последовательным градиентом концентрации, или со ступенчатым концентрационным градиентом.

Недостатками известного способа являются технологическая сложность, которая заключается в необходимости проведения процесса изготовления массива НМЧ металлов в условиях высокого вакуума, неконтролируемость состава аэрозоля на стадиях образования коллимированного высокоориентированного потока НМЧ металлов и газофазной агрегации. Кроме того, отсутствует возможность варьирования пространственного распределения осажденных частиц металла: как правило, получающиеся осадки представляют собой пленочные покрытия на поверхности непроницаемой подложки.

Указанные недостатки обусловлены недостаточным развитием представлений о закономерностях протекания коагуляции и конденсации в аэрозолях металлических частиц, о динамике аэрозолей и о развитии процессов образования осадков металлов, применением в качестве подложки непористых материалов.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОТОТИПА И КРИТИКА ЕГО НЕДОСТАТКОВ

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является:

Способ изготовления композиционного материала с полифункциональной активностью на основе открыто-пористого полиэтилена (ПЭ) с добавкой активированного угля (концентрация - не более 4% (масс.)), содержащего наночастицы серебра [6. Патент РФ №2357784], который включает стадии гамма-облучения и последующего ручного рассева исходного порошка ПЭ с выделением фракций размера 1,0; 10,0 и 100,0 мкм; помещения в цилиндрическую пресс-форму и последующего термопрессования, охлаждения пресс-формы в проточной воде и извлечения фильтрующего материала из пресс-формы. После механической обработки торцов полученный фильтрующий помещают в ванну с пропиточным водно-органическим раствором, содержащим НМЧ серебра и выдерживают в течение времени, достаточного для насыщения пористого материала пропиточным раствором. Далее следуют технологические операции промывки и сушки.

Недостатками известного способа являются многостадийность предложенной технологии, высокий уровень требований техники безопасности, обусловленный необходимостью проведения гамма-облучения исходного порошка ПЭ и водно-органического пропиточного раствора, неконтролируемый характер достигаемого пространственного распределения углеродной добавки и НМЧ серебра в объеме пористого ПЭ, проведение выборочного рассева исходного порошка ПЭ вручную.

Указанные недостатки обусловлены необходимостью радиационного сшивания формовочного порошка на основе ПЭ низкой плотности, а также осуществления радиационно-химического синтеза НЧ серебра в пропиточном водно-органическом растворе, отсутствием применения методов неразрушающего контроля структуры пористого ПЭ до и после пропитки, а также методов определения распределения по размерам и концентрации НЧ серебра в исходном и использованном пропиточном растворе, низким уровнем механизации известной технологии изготовления композиционных пористых материалов на основе спеченного порошкообразного ПЭ и частиц активированного угля с добавкой НЧ серебра.

4. ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Техническим результатом заявки на патент является упрощение и повышение качества технологии получения массивов нано- и микрочастиц металлов, устранение указанных недостатков, а именно, - необходимости проведения процесса изготовления массива НМЧ металлов с использованием ионизирующих излучений и водно-органических пропиточных растворов, в условиях высокого вакуума, неконтролируемость состава аэрозоля на стадиях образования потока НМЧ металлов и газофазной агрегации, обеспечение контролируемого осаждения и пространственного распределения нано-/микрочастиц металлов.

5. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для достижения указанного технического результата в способе, включающем стадии помещения подложки в рабочую камеру, вакуумной генерации аэрозоля НМЧ металлов электроразрядным методом, транспорта потока НМЧ металлов к поверхности подложки, контролируемого осаждения НМЧ металлов на поверхность подложки произведены следующие изменения:

1) для получения осадка в виде случайно распределенных по объему фильтра нано-/микрочастиц металлов применяют пористые подложки на основе пористого полиэтилена (ППЭ), изготовленного из радиационно-модифицированного порошкообразного полиэтилена методом спекания, которые обладают следующими характеристиками:

- средний размер пор - от 1 до 10 мкм;

- общая пористость - от 40 до 55%;

- производительность по воздуху при перепаде давления 0,022 МПа - 66 м3/ч;

- образцы в виде дисков диаметром от 25 до 60 мм, толщиной от 5 до 10 мм.

2) в последовательность технологических стадий процесса введена новая операция контроля состава аэрозоля (концентрация и распределение по размерам НМЧ аэрозоля) с помощью диффузионного аэрозольного спектрометра (ДАС) [7. Загайнов и др.].

Известен способ [Васильева] получения массивов нано-/микрочастиц металлов на поверхности ядерных фильтров (ЯФ) методом сухого аэрозольного осаждения. В отличие от подложек на основе ЯФ, применение подложки из ППЭ позволяет осуществить объемную модификацию пористого полимера нано-/микрочастицами серебра, что может иметь значение в случае использования пористого полиэтилена, модифицированного нано-/микрочастицами металлов, в качестве радиопротекторного материала или катализатора.

Технологическая схема метода приведена на Фиг. 1: поток воздуха из атмосферы нагнетается насосом 1 сквозь аэрозольный фильтр 2 предварительной очистки от частиц механических загрязнений и пыли, затем поступает в разрядную камеру 3, где в момент короткого замыкания часть материала контактирующих электродов испаряется, образуя аэрозоль нано- и микрочастиц металлов преимущественно сферической формы. Увлекаемые потоком воздуха, НМЧ металлов попадают в ДАС 5, где осуществляется диагностика состава аэрозоля, и далее, на выходе из прибора, проходят сквозь рабочую камеру 6 с пористой полимерной подложкой 7. Частицы аэрозоля, осевшие на поверхности и в объеме пористой подложки 7, обладают распределением по размерам нано-/микрочастиц, которое является разностью между составом аэрозоля частиц металлов на входе и на выходе из рабочей камеры. В результате процессов агрегации и коагуляции, протекающих в аэрозоле и на поверхности/объеме пористой подложки, происходит формирование массивов НМЧ металлов разнообразных видов и форм, которые способны придать субстрату новые функциональные свойства. Достоинством метода является возможность утилизации аэрозолей металлов, прошедших сквозь рабочую камеру: с помощью трехходового крана 8 аэрозоль или повторно направляется в ДАС, и снова участвует в обработке поверхности и объема пористой подложки, или сбрасывается в атмосферу по магистрали, оборудованной абсорбером 9.

Заявителем не обнаружено решений, обладающих сходными признаками, а именно, - наличия в последовательности технологических стадий процесса получения массивов НМЧ металлов операции контроля состава аэрозоля на стадии образования и транспорта НМЧ металлов к поверхности подложки, использования ППЭ в качестве пористой подложки для осаждения массивов нано- и микрочастиц металлов.

Таким образом, заявляемое решение обладает существенными отличиями.

6. ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Фиг. 1. Технологическая схема процесса изготовления массивов нано-/микрочастиц металлов на подложках из пористых полимеров: 1 - насос; 2 - предварительный аэрозольный фильтр; 3 - разрядная камера; 4 - блок питания; 5 - диффузионный аэрозольный спектрометр; 6 - рабочая камера; 7 - слой нано-/микрочастиц металла на поверхности пористой полимерной подложки; 8 - трехходовой вентиль; 9 - абсорбер. Стрелками указаны направления движения газовых потоков

Фиг. 2. Характеристики аэрозоля серебра, использованного при изготовлении слоев нано-/микрочастиц серебра на поверхности пористого полиэтилена: а) распределение частиц аэрозоля по размерам до (1) и после (2) прохождения аэрозоля сквозь пористую подложку на основе пористого полиэтилена; б) распределение по размерам частиц осадка серебра, на основе которого были образованы массивы нано-/микрочастиц серебра; в) изменение концентрации аэрозоля в зависимости от времени обработки

Фиг. 3. Электронно-микроскопические изображения массивов нано-/микрочастиц серебра на поверхности пористого полиэтилена, синтезированные методом сухого аэрозольного осаждения

Фиг. 4. Характеристики аэрозоля меди, использованного при изготовлении массивов нано-/микрочастиц меди на поверхности образца пористого полиэтилена: а) распределение частиц аэрозоля по размерам до (1) и после (2) прохождения сквозь пористую подложку на основе пористого полиэтилена (диаграмма красного и коричневого цвета, соответственно); б) распределение по размерам частиц осадка меди, на основе которого были образованы массивы нано-/микрочастиц меди; в) изменение концентрации аэрозоля в зависимости от времени обработки

Фиг. 5. Электронно-микроскопические изображения массивов нано-/микрочастиц меди на поверхности пористого полиэтилена, синтезированные методом сухого аэрозольного осаждения

Фиг. 6. Изображение сечения объема образцов пористого полиэтилена в форме цилиндра высотой 6 мм и диаметром 3 мм, вырезанных методом микрофрезерования из диска диаметром 60 мм и толщиной 6 мм, до (а) и после пропускания аэрозоля частиц меди (б), расположенного на глубине 2 мм. Изображение получено методом рентгеновской компьютерной томографии, предел разрешения - 0,7 мкм; частицы металла выделены белым цветом

7. ПРИМЕРЫ КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Пример №1. Изготовление массивов нано- и микрочастиц серебра на поверхности пористого полиэтилена методом сухого аэрозольного осаждения

Массивы НМЧ серебра на поверхности образца ППЭ в виде диска диаметром 60 мм и толщиной 5 мм синтезированы при следующих условиях:

1) Величина тока - 1,0 А.

2) Напряжение двигателя - 8 В.

3) Напряжение импульса - 780/800 мВ.

4) Расход воздуха - 1,5 л/м.

5) Температура - комнатная.

6) Давление - 750 мм рт. ст.

7) Среда - воздух.

8) Продолжительность обработки - один час.

Изменение состава аэрозоля в процессе изготовления массивов НМЧ серебра на поверхности ППЭ регистрировали с помощью ДАС (Фиг. 2). Оценки количества и поверхностной концентрации НМЧ серебра, осевших на поверхность ППЭ, приведены в таблице 1.

Как следует из анализа результатов исследований методом растровой электронной микроскопии (РЭМ) (Фиг. 3, а - г), на поверхности ППЭ после обработки аэрозолем серебра наблюдаются изолированные частицы серебра сферической формы и кластеры частиц серебра сферической и неправильной формы размером от 0,1 до 0,9 мкм, образующие НМС в виде островковой пленки. Кроме того, на поверхности ФПЭ наблюдаются образования неправильной формы, которые могут быть связаны либо с наличием загрязнений, либо с протеканием процессов коалесценции НМЧ серебра в аэрозоле. Обращает внимание, что сферическая форма микрочастиц (Фиг. 3, в) возникает в результате протекания агрегации более мелких частиц серебра.

Пример №2. Изготовление массивов нано- и микрочастиц меди на поверхности и в объеме пористого полиэтилена методом сухого аэрозольного осаждения

Массивы НМЧ меди на поверхности образца ППЭ в виде диска диаметром 60 мм и толщиной 5 мм синтезированы при следующих условиях:

1) Величина тока - 1,0 А.

2) Напряжение двигателя - 8 В.

3) Напряжение импульса - 730/730 мВ.

4) Расход воздуха - 0,6 л/м.

5) Температура - комнатная.

6) Давление - 750 мм рт. ст.

7) Среда - воздух.

8) Продолжительность обработки - один час.

Изменение состава аэрозоля в процессе изготовления массивов НМЧ меди на поверхности ППЭ регистрировали с помощью ДАС (Фиг. 4). Оценки количества и поверхностной концентрации НМЧ серебра, осевших на поверхность ППЭ, приведены в таблице 2.

Как следует из анализа результатов исследований методом РЭМ (Фиг. 5, а - г), на поверхности гранул ППЭ наблюдаются изолированные частицы меди сферической формы и кластеры частиц меди сферической и неправильной формы размером от 0,1 до 0,9 мкм, образующие НМС в виде островковой пленки. Кроме того, на поверхности гранул ФПЭ и между гранулами наблюдаются образования неправильной формы, которые могут быть связаны с наличием загрязнений или с образованием конгломератов частиц меди. Обращает внимание, что сферическая форма микрочастиц (Фиг. 5, г) возникает в результате протекания агрегации более мелких частиц меди.

Исследование объема образцов ППЭ, допированных НМЧ меди, методом рентгеновской компьютерной микротомографии (Фиг. 6, а, б), позволяет обнаружить наличие частиц металла в объеме ППЭ, что свидетельствует о формировании случайного распределения осадка НМЧ меди, захваченных в объеме пористой подложки.

8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Сопоставление свойств массивов НМЧ металлов, синтезированных методом сухого аэрозольного осаждения на поверхности/объеме ППЭ, с характеристиками аналогичных массивов НМЧ [Васильева] и металлических реплик ЯФ, полученных методом электролитического осаждения [5. Заявка на патент РФ №2011112865], позволяет заключить, что вновь разработанные наноматериалы обладают рядом преимуществ в части:

- упрощения технологии и трудоемкости изготовления;

- снижения энергозатрат;

- обеспечения многофункциональности материала;

- экологической и технической безопасности при сопоставимых характеристиках фото- и электрофизических свойств,

- возможности объемной модификации пористого полимера;

- улучшения деформационно-прочностных характеристик наноматериалов на основе ППЭ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Способ изготовления субмикронных трубчатых металлических реплик с трековых мембран: Патент РФ №2156328 МПК7 С30В 29/66, С25С 1/100, C25D 1/00 Заявка: 98123268/28, 25.12.1998. Дата начала срока действия патента: 25.12.1998. Опубликовано: 20.09.2000 Реутов В.Ф., Дмитриев С.Н. Объединенный институт ядерных исследований

2. Способ формирования многослойных нанокристаллических пленок с гетерогенной границей раздела и устройство для формирования многослойных нанокристаллических пленок с гетерогенной границей раздела: Патент РФ №2436876 МПК С30В 25/22, В82В 3/00 Заявка: 2010121311/05, 27.05.2010 Опубликовано: 20.12.2011 Тамаев Владимир Владимирович (RU) Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет (RU).

3. Способ получения осажденных на носителе наночастиц металла или полупроводника: Патент РФ №2380195 МПК B22F 9/14 В82В 3/00 С23С 4/00 Заявка 2008117959/02 04.05.2008 Опубликовано 27.01.2010 Карлов Дмитрий Алексеевич (RU), Литуновский Владимир Николаевич (RU) Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова» (RU)

4. Method for preparing metal nanoparticle array with micronumber density or dimension gradient: Международная заявка №2012055086 (Al) WO - 2012-05-03 МПК B82B 3/00; B82Y 40/00; C23C 14/34 Заявка WO2010CN7806620101025 Приоритет WO2010CN7806620101025 He longbing [CN], Han Min [CN], Song Fengqi [CN], Wang Guanghou [CN] Univ. Nanjing [CN]

5. Способ получения металлических реплик различной формы на основе полимерных шаблонов: Патент РФ №2011112865 МПК G01N 23/225, В82В 1/100 Заявка 2011112865/28, 05.04.2011. Дата подачи заявки: 05.04.2011 Дата публикации заявки: 10.10.2012 Бедин Сергей Александрович (RU), Апель Павел Юрьевич (RU), Загорский Дмитрий Львович (RU) Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский педагогический государственный университет» (МПГУ) (RU)

6. Материал с полифункциональной активностью на основе открыто-пористого полиэтилена, содержащий наночастицы серебра, и способ его получения: Патент №2357784 (РФ), МПК B01D 39/14 (2006.01). Заявка 2007106433/15 от 17.12.2077. Дата начала отсчета срока действия патента: 17.12.2007. Опубликовано 10.06.2009. Бюл. №16. Ревина Александра Анатольевна (RU), Ширяева Галина Валериановна (RU), челнаков Николай Петрович (RU). Патентообладатели: Ревина Александра Анатольевна (RU), Ширяева Галина Валериановна (RU), Челнаков Николай Петрович (RU)

7. Загайнов В.А. // Диффузионный спектрометр для диагностики наночастиц в газовой фазе // Нанотехника. - 2006. - Т. 1. - С. 141-146

8. Васильева Е.Н. // Исследование свойств ядерных фильтров, модифицированных нано-/микроструктурами серебра // https://internat.msu.ru/chemistry/tvorcheskie-issledovatelskie-raboty-po-himii/tvorcheskie-issledovatelskie-proektnye-raboty-po-himii-za-2014-g/vasileva-elena-issledovanie-svojstv-yadernyh-filtrov-modifitsirovannyh-nano-mikrostrukturami-serebra/.

1. Способ получения массивов нано- и микрочастиц металлов, включающий стадии помещения подложки в рабочую камеру, генерации аэрозоля частиц металлов электроразрядным методом, транспорта потока частиц металлов к поверхности подложки, отличающийся тем, что в качестве материала подложки используются полимерные фильтры на основе радиационно-модифицированного порошкообразного полиэтилена, изготовленные методом спекания, которые обладают следующими характеристиками:

- средний размер пор - от 1 до 10 мкм;

- общая пористость - от 40 до 55%;

- производительность по воздуху при перепаде давления 0,022 МПа - 66 м3/ч;

- при этом используют образцы в виде дисков диаметром от 25 до 60 мм, толщиной от 5 до 10 мм, а генерация аэрозоля частиц металлов производится в воздушной среде.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют контроль состава аэрозоля, его концентрации и размера частиц посредством диффузионного аэрозольного спектрометра.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют контроль пространственного распределения нано- и микрочастиц металлов в объеме подложки посредством рентгеновской компьютерной микротомографии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии создания двумерных магнитных материалов для сверхкомпактных спинтронных устройств. Способ получения дисилицида гадолиния GdSi2 со структурой интеркалированных слоев силицена методом молекулярно-лучевой эпитаксии заключается в осаждении атомарного потока гадолиния с давлением PGd (от 0,1 до менее 1)⋅10-8 Торр или PGd (от более 1 до 10)⋅10-8 Торр на предварительно очищенную поверхность подложки Si(111), нагретую до Ts=350 ÷ менее 400°С или Ts=более 400 ÷ 450°С, до формирования пленки дисилицида гадолиния толщиной не более 7 нм.

Изобретение относится к получению источника для нанесения покрытия посредством физического осаждения из паровой фазы. Источник для нанесения покрытия включает по меньшей мере слой мишени, состоящий из по меньшей мере двухфазного композита, который содержит металлическую фазу (М) и по меньшей мере одну дополнительную фазу (Р), и стабилизирующий механические свойства слой, который соединяют со слоем мишени с одной стороны слоя мишени.

Изобретение относится к устройству для непрерывного вакуумного нанесения покрытий на движущуюся подложку, причем покрытия образованы из металлических сплавов, содержащих основной элемент и по меньшей мере один дополнительный элемент, и к способам нанесения этого покрытия.

Изобретение относится к способу получения сегнетоэлектрической пленки Ba1-xSrxTiO3 и может быть использовано для мощной сверхвысокочастотной техники. На первом этапе распыляют мишень состава Ba0,4Sr0,6TiO3 на подложку карбида кремния в атмосфере кислорода при давлении 2 Па и температуре подложки 700-900°С в течение времени, достаточного для создания сплошного сегнетоэлектрического слоя.
Изобретение относится к способу упрочнения режущего инструмента осаждением мультислойных покрытий системы Ti - Al и может быть использовано в инструментальном производстве.

Изобретение относится к способу изготовления антифрикционных материалов, которые могут быть использованы в любых отраслях промышленности для изготовления антифрикционных деталей, таких как подшипники скольжения, подпятники и т.п.

Изобретение относится к поддону для транспортировки одной или нескольких стеклянных подложек по существу в вертикальном положении через распылительную установки (варианты) и системе осаждения методом распыления.

Изобретение относится к способу нанесения жаростойких покрытий из плазмы вакуумно-дугового разряда и может быть использовано для повышения надежности и долговечности широкого ряда деталей машин и инструмента.

Данное изобретение относится к мишени, в частности к распыляемой мишени, способу ее получения и способу вакуумного напыления с использованием упомянутой мишени. Мишень содержит пластину, состоящую из хрупкого материала, и монтажную пластину, которая скреплена по поверхности с пластиной мишени.

Изобретение относится к способу изготовления оксида индия-олова. Осуществляют напыление индия и олова из мишени на подложку.

Изобретение относится к способу плазменного нанесения наноструктурированного теплозащитного покрытия. Предварительно на срезе сверхзвукового сопла плазмотрона устанавливают конический насадок, внутренняя поверхность которого образует с внутренней поверхностью сопла излом, что позволяет после излома установить давление плазмы с напыляемым веществом в пристеночной части насадка равным давлению в вакуумной камере.

Изобретение относится к ленточным носителям информации, используемым в электронно-вычислительной технике, автоматизированных системах управления, средствах связи и других областях.

Изобретение относится к светопропускающей полимерной пленке, которая может быть нанесена на прозрачную или полупрозрачную поверхность, а также к применению и способу изготовления этой полимерной пленки и к использованию специальных материалов для ее изготовления.
Изобретение относится к области получения и производства полимерных материалов, обладающих антибиотическими свойствами за счет создания тонкого покрытия. Синтез тонкого покрытия на поверхности изделия осуществляют в низкотемпературной плазме тлеющего разряда в парах 3-нитро-1-адамантановой кислоты.

Изобретение относится к вакуумному нанесению покрытий, а именно к нанесению электропроводящего прозрачного покрытия на полимерную пленку для электрообогреваемого элемента органического остекления.

Изобретение относится к области биомедицины, в частности к способу получения гибридных металлополимеров (софт-полимеры), которые могут быть использованы в качестве экологически безопасных биомиметических полимеров с управляемыми процессами физиологической электропроводности, а также для создания наноразмерных устройств биомолекулярной электроники.

Изобретение относится к вакуумной технологии, а именно к технологии изготовления многослойных функциональных покрытий для органических подложек, в том числе упрочняющих теплоотражающих просветляющих покрытий для прозрачных пластиковых изделий, например для экранов средств индивидуальной защиты, методом магнетронного распыления.
Изобретение относится к области получения и производства фильтрующих материалов для очистки воздуха промышленных помещений на основе полимерных волокон, обладающих антибиотическими свойствами.
Изобретение относится к модификации поверхностных свойств тканых и нетканых текстильных материалов методом магнетронного распыления и может быть использовано для изготовления материалов, обладающих электрической проводимостью и экранирующих электромагнитное излучение.
Изобретение относится к нанесению прозрачных электропроводящих покрытий и может найти применение в авиационной, оптической и других областях техники. .

Изобретение относится к технологии получения наночастиц оксида железа (III) α-Fe2O3, который может быть использован в качестве пигмента, катализатора, сенсибилизатора солнечных батарей, эффективного анодного материала химических источников тока, газочувствительного сенсора для определения паров этанола C2H5OH, монооксида углерода CO, водорода H2, композитного адсорбционного материала для очистки сточных вод от водорастворимых красителей.

Изобретение относится к области физики ультрадисперсных сред и нанотехнологии и может быть использовано при создании индикаторных матриц в различных датчиках и сенсорах плазмонного резонанса, эмиттерах, устройствах нано- и микроэлектроники, измерительной техники. Способ получения массивов нано- и микрочастиц металлов включает стадии помещения подложки в рабочую камеру, генерации аэрозоля частиц металлов электроразрядным методом, транспорта потока частиц металлов к поверхности подложки, при этом в качестве материала подложки используют полимерные фильтры на основе радиационно-модифицированного порошкообразного полиэтилена, изготовленные методом спекания, которые обладают следующими характеристиками: средний размер пор - от 1 до 10 мкм; общая пористость - от 40 до 55; производительность по воздуху при перепаде давления 0,022 МПа - 66 м3ч; причем используют образцы в виде дисков диаметром от 25 до 60 мм, толщиной от 5 до 10 мм, а генерацию аэрозоля частиц металлов производят в воздушной среде. Техническим результатом является упрощение и повышение качества технологии получения массивов нано- и микрочастиц металлов, устранение необходимости проведения процесса в условиях высокого вакуума, обеспечение контролируемого осаждения и пространственного распределения нано-микрочастиц металлов. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 2 пр.

Наверх