Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние проблемы создания гибких температуроустоичивых электроизоляционных материалов и покрытий на металлах и сплавах 14
1.1. Электроизоляционные материалы и их основные характеристики 14
1.1.1. Требования к защитным покрытиям 15
1.1.2. Жаростойкие проводники 16
1.1.3. Применение покрытий 17
1.2. Методы получения электроизоляционных покрытий 19
1.2.1. Стеклоэмалевые и керамические покрытия 19
1.2.2. Органосиликатные покрытия 21
1.2.3. Комбинированные изоляционные покрытия 22
1.2.4. Золь-гель технология 24
1.2.4.1. Основные компоненты золь - гель систем 25
1.2.4.2. Физико-химические основы золь - гель процесса 28
1.2.4.3. Стекловидные и стеклокерамические покрытия 30
1.2.4.4. Получение многокомпонентных покрытий на основе алкоксисоединений 33
1.3. Технологические аспекты получения золей, дисперсий и формирования покрытий на их основе 35
1.3.1. Синтез золей 35
1.3.1.1. Структурообразование в золь-гель системах 36
1.3.1.2. Смачивающая способность 37
1.3.2. Синтез дисперсий 39
1.3.2.1. Ультразвуковое воздействие 41
1.3.2.2. Активация золь-гель систем в электрическом поле 44
1.3.3. Методы нанесения покрытий 45
1.3.4. Подготовка поверхности к нанесению покрытий 47
1.3.5. Прочность соединения покрытия с металлом 48
1.3.6. Термическая обработка покрытий 50
1.4. Гибридные органо-неорганические материалы 52
1.4.1. Классификация гибридных материалов 52
1.4.2. Пути синтеза гибридных материалов 54
1.4.3. О роли органического компонента при синтезе органо-неорганических гибридных материалов 56
1.5. Выводы и обоснование направления экспериментальных исследований 59
ГЛАВА 2. Формирование стеклокерамических электроизоляционных покрытий, формируемых по золь-гель технологии на основе органо-неорганических гибридов 62
2.1. Описание основных технологических стадий формирования покрытий 62
2.1.1. Синтез золей на основе тетраэтоксисилана в присутствии неорганических веществ (допантов) 62
2.1.2. Выбор органических низко- и высокомолекулярных соединений для модификации свойств золь-гель систем 63
2.1.3. Приготовление гетерогенных золь-гель систем: золь / высокодисперсный оксидный и гибридный ультрадисперсный наполнители 67
2.1.4. Получение ксерогелей 68
2Л .5. Материалы подложек и предварительная подготовка их поверхности для нанесения 69
2.1.6. Формирование стеклокерамических, гибридных органо-неорганических и комбинированных покрытий 69
2.2. Методы и подходы при исследовании физико-химических свойств золь-гель систем и формируемых из них ксерогелей и покрытий 70
2.2.1. Особенности исследования золей и гетерогенных золь-гель систем: золь / высокодисперсный оксидный наполнитель 70
2.2.1.1. Методики определения вязкости золь-гель систем 70
2.2.1.2. Методы измерения краевого угла смачивания 72
2.2.1.3. Методы механохимического воздействия 72
2.2.2. Физико-химические методы изучения свойств ксерогелей 73
2.2.2.1. Количественный анализ содержания углерода и азота 73
2.2.2.2. Метод дифференциально-термического анализа 75
2.2.2.3. Метод инфракрасной спектроскопии 75
2.2.3. Методы исследования состава, структуры и функциональных характеристик покрытий, полученных на никеле и его сплавах 75
2.2.3.1. Оценка гидрофильности / гидрофобности покрытий по измерению угла смачивания (метод «сидящей капли») 75
2.2.3.2. Особенности рентгенофазового анализа покрытий 76
2.2.3.3. Качественный микрорентгеноспектральный анализ элементного состава покрытий 76
2.2.3.4. Электронная микроскопия - метод оценки структуры стеклокерамических покрытий 76
2.2.3.5. Электрофизические свойства покрытий 77
ГЛАВА 3. Исследование физико-химических процессов, протекающих в золь-гель системах на основе тетраэтоксисилана в присутствии неорганических соединений (допантов) 79
3.1. Влияние неорганических соединений на реологию золь-гель систем на основе
тетраэтоксисилана 80
3.1.1. Исследование процессов структурообразования и гелеобразования 80
3.1.2. Определение прочностных характеристик золь-гель систем 82
3.2. Влияние условий термической обработки на физико-химические процессы, протекающие в ксерогелях 90
3.2.1. Изменение состава и структуры ксерогелей по данным термического анализа...90
3.2.2. Изменение состава ксерогелей в процессе термической обработки
(по данным ИК спектроскопии) 94
3.3. Заключение 97
ГЛАВА 4. Исследование физико-химических процессов, протекающих в золь-гель системах тэос / допант в присутствии органический низко- и высокомолекулярных соединений 99
4.1. Влияние органических низко- и высокомолекулярных модификаторов на свойства
золь-гель систем на основе ТЕОС 99
4.1.1. Устойчивость модифицированных золь-гель систем 99
4.1.2. Исследование процессов структурообразования и гелеобразования 100
4.1.3. Определение прочностных характеристик золь-гель систем 104
4.1.4. Смачивающая способность золей и дисперсий 111
4.2. Физико-химические процессы, протекающие в модифицированных ксерогелях при
термической обработке 113
4.2.1. Интерпретация данных термического анализа 113
4.2.1.1. Гели, полученные старением золей 113
4.2.1.2. Гели, полученные старением дисперсий 120
4.2.2. Изменение состава гибридных ксерогелей
(по данным ИК спектроскопии) 123
4.2.3. Определение содержания углерода и азота в ксерогелях 128
4.3. Заключение 130
ГЛАВА 5. Исследование структуры стеклокерамических и гибридных органо-неорганических покрытий на никеле и его сплавах 132
5.1. Изменение состояния поверхности и структуры формируемых покрытий под влиянием
механохимических методов гомогенизации золь-гель систем 132
5.1.1. Механизм ультразвукового воздействия 134
5.1.2. Влияние ультразвукового воздействия на дисперсии, содержащие органические соединения 137
током, на исследуемые дисперсии 139
5.2. Изменение гидрофильности / гидрофобности покрытий под воздействием органических соединений, введенных в золь-гель системы 140
5.3. Сравнение микроструктуры стеклокерамических и гибридных
4 органо-неорганических покрытий 143
5.4. Эволюция фазового состава стеклокерамических и гибридных органо-неорганических покрытий в процессе термической обработки 144
5.5. Заключение 149
ГЛАВА 6. Разработка технологического процесса получения электроизоляционных покрытий 151
6.1. Влияние подготовки поверхности подложки на свойства покрытий 151
6.2. Исследование электрофизических свойств электроизоляционных покрытий 152
6.2.1. Электрофизические свойства покрытий, сформированных на пластинах из никеля 153
6 6.2.2. Электрофизические свойства покрытий, сформированных различными способами на обмоточных проводах из нихрома 154
6.3. Заключение 160
Выводы 162
Список литературных источников
