Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы по физико-химии тонкопленочных и дисперсных наноматериалов 15
1.1 Место тонкопленочного состояния вещества в химическом знании 15
1.2 Определение и классификация тонких пленок 18
1.3 Отличительные особенности тонкопленочного состояния вещества 23
1.3.1 Тонкие твердофазные пленки как объекты коллоидной химии и физико-химии наносистем
1.3.2 Размерный фактор и влияние его на свойства веществ и материалов 27
1.3.3 Влияние гетерогенности на свойства веществ 30
1.3.4 Реакционная способность и образование метастабильных фаз тонких пленок
1.3.5 Примеры отличия физико-химических свойств тонких пленок
1.4 Использование пленок в различных областях современной технике 38
1.5 Физико-химические основы получения тонкопленочных и дисперсных материалов
1.5.1. Современные подходы к синтезу веществ и материалов 44
1.5.2. Алгоритм целенаправленного синтеза веществ и материалов 48
1.5.3. Особенности методов получения наноматериалов 50
1.6 Постановка цели и задач исследования 56
Глава 2. Методы синтеза. Методы исследования и исходные вещества
2.1 Методы получения тонких пленок 59
2.2 Получение пленок из пленкообразующих растворов 63
2.3 Методика приготовления растворов. Исходные вещества 65
2.3.1 Пленкообразующие вещества и растворители 65
2.3.2 Приготовление пленкообразующих растворов 72
2.4 Роль поверхности подложки при формировании пленок 73
2.4.1 Текстура поверхности подложки 73
2.4.2 Свойства подложки, обусловленные ее химическим составом 75
2.4.3 Подготовка поверхности подложки и взаимодействие между атомами на поверхности
2.5 Методы исследования состава, структуры и свойств полученных материалов
Глава 3. Физико-химические закономерности, процессов протекающих в пленкообразующих растворах
3.1 Основные физико-химические процессы, обуславливающие получение пленок по золь-гель технологии
3.2 Особенности пленкообразующих свойств растворов 96
3.3 Пленкообразующие растворы на основе соединений кремния, титана и тантала
3.4 Пленкообразующие свойства растворов на основе соединений циркония и гафния
3.5 Свойства пленкообразующих растворов с добавками нитратов РЗЭ 108
3.6 Свойства пленкообразующих растворов на основе тетраэтоксисилана и оединений тантала и висмута
3.7 Свойства пленкообразующих растворов на основе тетраэтоксисилана и оксихлорида циркония
3.8 Влияние различных факторов на пленкообразующие свойства растворов
3.9 Свойства пленкообразующих растворов на основе оксохлорида гафния и хлорида иттрия
3.10 Физико-химические закономерности в пленкообразующих растворах 131
Глава 4. Изучение процессов формирования оксидных составляющих в тонкопленочном и массивном состоянии
4.1 Образование пленки на поверхности твердого тела 134
4.2 Процессы, протекающие при нанесении пленкообразующего раствора на подложку
4.3 Физико-химические процессы формирования пленок на основе оксидов кремния и титана
4.3.1 Исследование процессов получения пленок и порошков оксидов 141 кремния и титана из ПОР
4.3.2 Процессы формирования пленок на основе системы БіОг-ЬпгОз 145
4.3.3 Процессы формирования пленок на основе систем БЮг-ВгОз, 149
Si02a205 4.4 Физико-химические процессы, протекающие при формировании пленок 157
на основе оксидов циркония и гафния
4.4.1 Изучение процессов формирования пленок Zr02 157
4.4.2 Исследование процессов формирования пленок НЮг, НЮ2-У20з 163
4.4.3 Физико-химические процессы формирования пленок Zr02, НЮг из 167 ПОР на основе МОСІ2-8Н20-ацетилацетон-С2Н5ОН- Н20
4.5 Образование сложных оксидов на основе соединений циркония 170
4.5.1 Изучение процессов формирования пленок гЮг-УгОз 170
4.5.2 Изучение процессов формирования пленок Zr02-віОг 173
4.6 Закономерности формирования простых и сложных оксидов 182
Глава 5. Физико-химические свойства и структура полученных пленок 184
5.1 Изучение физико-химических свойств, структуры и термоустойчивости пленок Si02, Ті02
5.2 Особенности структуры и свойств тонкопленочных систем БЮг-ЬпгОз 192
5.3 Свойства пленок двойных оксидов БЮг-ВгОз, Si02a205 196
5.3.1 Изучение свойств подложки и сформированной на ней пленки 196
5.3.2 Свойства пленок систем Si02-B203, Si02a205 200
5.4 Свойства пленок оксидов циркония и гафния 204
5.4.1 Фазовый состав, структура и свойства пленок Zr02- Si02 205
5.4.2 Структура и свойства пленок на основе Zr02-Y203 213
5.4.3 Свойства пленок системы НЮг-У20з 222
5.5 Основные особенности состава, структуры и свойств полученных 224
тонкопленочных материалов
Глава 6. Физико-химическое изучение композиционных материалов, полученных из ПОР и ультрадисперсного алюминия
6.1 Свойства системы ПОР - ультрадисперсный алюминий 226
6.2 Процессы формирования пленок системы Si02-AI203 229
6.3 Процессы формирования дисперсных композиционных материалов 231
6.4 Свойства системы БЮг-хУгОз-AI 233
6.5 Изучение устойчивости металл-оксидных композиционных материалов 237
Глава 7. Технологическая схема получения тонкопленочных и дисперсных материалов, области практического использования
7.1 Построение математических моделей процессов нанесения оксидных 239
пленок из ПОР
7.2 Технологическая схема получения пленок из пленкообразующих растворов
7.3 Критерии управления, составы и структура полученных материалов 244
7.4 Области практического использования полученных материалов
7.4.1 Многослойные интерференционные покрытия для галогеновых ламп 246
7.4.2 Использование светоперераспределяющих покрытий для выращивания растений в закрытом грунте
7.4.3 Применение отрезающих УФ-излучение покрытий в разрядных лампах
7.4.4 Износостойкие покрытия для технологической оснастки светотехнического производства
7.4.5 Металл-оксидные композиции в качестве геттерных материалов 250
7.4.6 Другие области использования полученных материалов 251
Выводы
Список использованной литературы
