Hosil qilish

1.4.3. Aylanma harakat orqali qoplash (sentrifuga) usuli

Spin-qoplama (SC) - markazdan qochma kuch ta'sirida tez aylanadigan qoplama yuzasida eritma tomchisi tarqalishiga asoslangan yupqa plyonkalar ishlab chiqarish usuli [28-32, 86-92].

Spin-qoplamali qoplamaning quyidagi asosiy bosqichlarini ajratish mumkin.

Birinchi bosqixh, plastina sirtiga qoplama suyuqligini surtishni o'z ichiga oladi (1.18-rasmga qarang).

1.18-rasm. Dozator yordamida qoplama suyuqligini plastinaga surtish.

Suyuqlik, odatda, eritmani to'kib tashlaydigan yoki sepadigan maxsus dispenser yordamida qoplamaga qo'llaniladi. Ushbu bosqichda qoplama suyuqligi miqdori kerakli qalinlikni hosil qilish uchun zarur bo'lgan miqdordan sezilarli darajada yuqori bo`ladi. Oxirgi qoplamani buzishi mumkin bo'lgan mayda zarrachalarni olib tashlash uchun, suyuqlik qo'llanilishidan oldin mikronlashtirilgan filtrdan o'tkaziladi. Bundan tashqari, qoplama suyuqligi plastinaning butun yuzasiga taqsimlanishini ta'minlash kerak.

Ikkinchi bosqichda qoplamaning kerakli qiymatiga aylanish tezligini bosqichma-bosqich oshirib boriladi. Ushbu plastinka yuzasidan suyuqlikni aylanma harakat yordamida olib tashlash uchun kerak (1.19-rasmga qarang).
1.19 - rasm. Plastinka yuzasidan suyuqlikni qoplamaningh tezlashtirilgan aylanma harakati yordamida olib tashlash.
Jarayon davomida plastinka yuzasida qisqa vaqt davomida spiral girdoblar paydo bo'lishi mumkin. Ushbu hodisa suyuqlik qatlamining yuqori qismidagi inersiya bilan bog'liq va plastinka aylanish tezligi oshganda paydo bo'ladi. Natijada, suyuqlik qatlami yetarlicha ingichka bo'lib, plastinaning butun yuzasida bir xil qalinlikka yetadi.

Uchinchi bosqichda qoplama doimiy tezlikda aylanadi va ichki ishqalanish kuchi tufayli suyuqlik qatlami ingichka bo'ladi (1.20-rasmga qarang).

1.20-rasm - Qoplamani doimiy tezlikda aylantirilganda suyuqlik qatlamining yupqalashishi.

Oqimni matematik modellashtirish orqali shu ma’lium bo`ldiki, suyuqlik qovushoqligi chiziqli ko`rinishga ega, ya’ni Nyuton suyuqligi ekan. Demak, xulosa qilish mumkinki, agar dastlab suyuqlik plastinka yuzasida bir tekis taqsimlangan bo'lsa, u holda suyuqlik qatlamining qalinligi har qanday belgilangan vaqtda ham bir xil bo'ladi. Ideal sharoitlarda bu qoplamaning bir xilligiga olib keladi [88].

To'rtinchi bosqichda qoplama doimiy tezlikda aylanadi va erituvchi bug'lanadi (1.21-rasmga qarang).
1.21 -rasm. Plyonka yuzasidan erituvchining bug'lanishi.

При этом происходит эффективное замораживание покрытия на месте ввиду того, что повышается его вязкость с последующим превращением в гель.

Suyuq qatlamning qalinligi qovushoqlik effekti ta'sir qila boshlaydigan holatga qadar o`zgarib boradi. Ushbu bosqichda asosiy jarayon uchuvchan erituvchilarning bug'lanishi hisoblanadi. Bunda qoplamaning qovushoqligi ortib boradi va gelga aylanadi. Ushbu effekt haqida, ya’ni qatlam qalinligining aylanish tezligi, qovushoqlik va bug`lanish tezligiga bog`lqligi [90] ishda ko'rsatb o`tilgan,

Quyida keltirilgan turli xil havo effektlari qoplamada muhim ahamiyatga ega.

- "Kometalar". Yupqa plyonkalar shakllanishining bir xilligiga qoplama va suyuqlikning o'zida joylashgan nisbatan katta qattiq zarralar to'sqinlik qiladi, bu esa "kometalar" paydo bo'lishiga olib keladi (1.20-rasmga qarang). Ushbu omil ta'sirini bartaraf etish uchun suyuqlikni filtrlash, shuningdek, qoplamani tozalash va parlatish kerak.
1.22 - rasm. Yupqa plyonka yuzidagi kometa. (Kremniy qoplamadagi kremniy va titanning zol-gel oksidlari. Aylanish tezligi 1000 ayl/min. Qoplama qalinligi 300 nm) [90].
- "Chiziqlar". Bu holda chiziqlar qoplamali plyonka qalinligidagi o'zgarishlarning radial chiziqlari. Odatda, ularning qalinligi 50-200 mikron oralig'ida o'zgaradi. Ularning yo'nalishi asosiy suyuqlik oqimiga to'g'ri keladi (1.21-rasmga qarang). Chiziqlarning paydo bo'lishi sirt tarangligi ta'siri sharoitida bug'lanish natijasida yuzaga keladi. Yuqori uchuvchan tarkibiy qismlarning erta bug'lanishi sirt qatlamida suv va/yoki boshqa uchuvchan bo'lmagan tarkibiy qismlarning to'yinganligiga olib kelishi mumkin. Agar bu qatlamning sirt tarangligi dastlabki eritmadan (bundan kattaroq qatlam) kattaroq bo'lsa, sirt tarangligi pastroq bo'lgan joylar orasida bug'lanish qobiliyati yuqori bo'ladi, shuning uchun ham sirt relyefi o'zgaradi. Bu ko'proq darajada Marangoni effekti bilan bog'liq (sirt tarangligi gradienti tufayli ikki muhit chegarasi bo`ylab modda ko`chishi hodisasi).

Tashqi muhitga sezgirlik: tashqi muhit, shuningdek, hosil bo'lgan qoplamaning sifatiga ta'sir qilishi mumkin. Eng muhim omillardan biri bu havo namligi hisoblanadi. Gap shundaki, suv kimyoviy modda sifatida eritmalarga ta'sir qilishi, ularning konsentratsiyasini o'zgartirishi mumkin. Namlik qoplamada mikro-yoriqlar, dag`allik va chiziqlarni keltirib chiqarishi mumkin. Shu sababli sentrifuga usuli yordamida yuqori sifatli qoplamalarni olish uchun tashqi muhitni kuzatib borish muhimdir.

1.23-rasm - ingichka plyonka yuzasida chiziqlar (kremniy va titanning zol-gel oksidlari. Tezlik 10000 ayl/min. Qoplama qalinligi 300 nm.) [90].
SC usuli ishlab chiqarishda plyonkalarni katta maydonda, ma'lum bir qalinlikda va tarkibida hosil qilish kabi afzalliklarga ega bo'lishiga qaramay, shuningdek, qimmat va murakkab uskunalarni talab qilmasa ham, CGS plyonkalarini hosil qilishning ko'plab usullari [28 -32, 86-92] orasida eng kam tarqalgan usul hisoblanadi. Buning sababi shundaki, CGS ko'pchilik erituvchilarda yomon eriydi. Shunday qilib, SC usuli bilan ingichka CGS plyonkalarini hosil qilish uchun optimal paramterlarni, xususan, erituvchi tarkibini, qoplamani tozalash usuli va qo`llash rejimini to`g`ri tanlash kerak.