ОдOd
сд Изобретение относитс к синтезу неорганических высокомолекул рных соединений и может найти, применейие дл полунени системно-анизотропных стеклообразных пленок с различньми физико-химическими характеристиками Известен способ получени пленки тугоплавкого материала , согласно которому пленка тугоплавкого соединени (несодержащего кислорода и почти несодержащего дефектов кристаллической структуры) образуетс при осаждении этого соединени (кар биды титана, кремни , циркони , гафни , ванади хрома или бора, бориды и нитриды этих металлов и алюмини или элементарные бор или кремни на поверхность пленки пиролитического графита. Пленка графита осаждаетс на инертную жидкую подложку (медь, золото, платина). Пленку туго плавкого соединени затем отдел ют от пленки г.рдфита l . Этот способ позвол ет получить осажденное из паровой фазы тугоплавкое соединение в виде пленки, но предусматривает полную ее изотропность , т.е. пленка имеет посто нный состав в любой ее точке. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ получени стеклообразных пленок путем перевода вещества , образующего пленку, или компонен . тов этого вещества в парообразное состо ние под вакуумом, конденсацию паров в твердое состо ние на поверхности жидкости и отделение сконденсированной пленки от жидкости. Пленк может быть образована осаждением одного вещества и одновременным осаждением различных компонентов или последовательным осаждением компонентов 2. Недостатками этого способа вл ют трудности . получени пленок с непрерывным изменением состава по толщине , поскольку при взаимодействии раз личных компонентов в газовой фазе практически невозможно регулировать осаждение требуемых продуктов по все длине реакционной зоны, вследствие низкой температуры жидкой подложки диффузии и взаимодействи компонентов в твердой фазе не происход т, в результате слоистые пленки, полученные по прототипу, имеют четко выр женные границы раздела, что при значительных циклических изменени х температуры приводит к их расслаиванию . Кроме того, использование вакуумной техники, т.е. малых концентраций газовых фаз, не обеспечюзает высокой скорости роста пленок. Целью изобретени вл етс получение пленок, имеющих различные коэф фициенты термического расширени ограничивающих поверхностей. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени неорганических стеклообразных пленок из газовой фазы оксида фосфора в присутствии паров воды с последующим отделением пленок, процесс ведут на поверхности твердой подложки, полученной прессованием смеси оксидов, при атмосферном давлении и температуре не менее 300 С и не более температуры спекани или плавлени компонентов подложки , а отделение пленки осуществл ют охлаждением со скоростью не менее 200с/мин. Пример 1.В качестве твердой подложки используют таблетку размером 30-10-1 KJM, отпрессованную при 650 МПа из порошка оксида кальци . Таблетку обрабатывают в течение 1 ч при газообразным оксидом фосфора в присутствии паров воды, после чего, не производ охлаждени , таблетку извлекают из высокотемпературной зоны (Т СаО 2580С) . При остывании таблетки со скоростью ЗОО С/мин. происходит отслоение образовавшейс на поверхности стеклообразной пленки полифосфата кальци , послойный анализ пленки на врем -пролетном лазерном масс-спектрометре показывает следующее распределение элементов то толщине пленки: соотношение р/Са мен етс от величины близкой к со у одной поверхности пленки , практически до О у другой.Вследствие различного химического состава поверхностных слоев они имеют различные коэффициенты термического расширени . Температура текучести этой пленки 560°С, Пример 2.В качестве твердой подложки используют таблетку размером 30-10-1 мм, отпрессованную из порошка оксида магни (Т М 2800с) . Таблетку обрабатывают в.течение двух часов при . Охлаждение осуществл ют со скоростью 200 с/мин. Пленка в процессе охлаждени отдел етс от подложки без повреждений имеет различные коэффициенты термиеского расширени ограничивающих ее поверхностей. , Пример 3. В качестве материала твердой подложки исполь.зуют поошок из оксида кальци . Процесс получени пленки ведут в истеме парогазова фаза ри в течение 40 мин. В результате взаимодействи масса ленки, синтезированна на 1 см одложки, составл ет 10 мг: а) охлаждение образца осуществл т со скоростью 200°С/мин продувкой оздуха через реакционную зону (одородна прозрачна стеклообразна пленка отдел етс от подложки без повреждений); б) охлаждение образца осуществл ют перемещенное его в специальном зажиме непосредственно из реакцион ,ной зоны () на воздух (25°С) (скорость остывани около вОО°С/ми пленка отдел етс без повреждений ) . Пленки,- получаемые данными спосо бами, имеютразличные коэффициенты термического расширени ограничиваю щих их поверхностей. Пример 4. В качестве матер ала дл подложки можно использовать смеси любых совместимых тугоплавких .оксидов. Так дли получени трехкрмпонентных пленок при однокомпонентной газовой фазе ( присутстви паров воды, но вода играет роль катализатора) подложку изготавливают прессованием смеси двух оксидов в соотношении 1:2 Т, енОл и McjO 5i02 ). Подложку, содержащую оксиды магни и кремни обрабатывают при 1100°С в течение 1 ч. Охлаждение ведут со скоростью 500°С/м Получаема пленка отдел етс без повреждений и имеет различные коэффициенты термического расширени , ограничивающих ее поверхностей. Различив коэффициентов термического расширени поверхностей пленки: оценивают по величине изгиба последней при нагревании. Дл этого один конец пленки стандартной длины закрепл ют , производ т нагрев и фиксируют перемещение свободного конца. Чем оно больше, тем больше различие КТР поверхностей. Пленки, получаемые предлагаемым способом, способны к обратимому изгибу под действием нагревани -охлаждени , что позвол ет использовать их в качестве объектов, способных совершить механическую работу под действием температуры. Эта их способность может быть использована, например , в термочувствительных датчиках. Другой областью применени стеклообразных пленок, имеющих различные коэффициенты тер«1ического расширени поверхностей, вл етс их использование в качестве стеклоприпо дл соединени разнородных материалов, также имеющих различные КТР, например , керс1мики и металла, при этом обеспечиваетс стойкость соединени , к термоциклированию. Стеклообразные пленки, имеющие переменный по толщине состав, обладают также переменной оптической плотностью , что дает возможность примен ть их при фотометрических измерени х.The invention relates to the synthesis of inorganic high molecular compounds and may find application for systemic anisotropic glassy films with different physicochemical characteristics for poling. during the precipitation of this compound (titanium, silicon, zirconium, hafnium, vanadium chromium or boron car bides, borides and nitrides x metals and aluminum or elemental boron or silicon on the surface of pyrolytic graphite film. A graphite film is deposited on an inert liquid substrate (copper, gold, platinum). The film of a tightly fusible compound is then separated from a dfl film of l. This method allows to obtain a precipitated From the vapor phase, the refractory compound is in the form of a film, but provides for its complete isotropy, i.e., the film has a constant composition at any of its points. The closest to the present invention is a method of producing glassy films by transferring ETS, film-forming, or to parts. Combustion of this substance into a vapor state under vacuum, condensation of vapor into a solid state on the surface of the liquid, and separation of the condensed film from the liquid. The film can be formed by the deposition of a single substance and the simultaneous deposition of various components or the sequential deposition of components 2. The disadvantages of this method are difficulties. producing films with a continuous compositional change in thickness, since the interaction of various components in the gas phase makes it almost impossible to control the deposition of the desired products along the entire length of the reaction zone, due to the low temperature of the liquid substrate, diffusion and interaction of the components in the solid phase do not occur; , obtained by the prototype, have clearly pronounced interfaces, which, with significant cyclical temperature changes, leads to their delamination. In addition, the use of vacuum technology, i.e. low concentrations of gas phases, does not provide a high film growth rate. The aim of the invention is to obtain films having different coefficients of thermal expansion of the bounding surfaces. The goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining inorganic glassy films from the gas phase of phosphorus oxide in the presence of water vapor, followed by separation of the films, the process is carried out on the surface of a solid substrate obtained by pressing a mixture of oxides, at atmospheric pressure and at least 300 ° C and no more sintering or melting temperatures of the substrate components, and film separation is carried out by cooling at a rate of at least 200 sec / min. Example 1. As a solid support, a tablet with a size of 30-10-1 KJM pressed from 650 MPa from calcium oxide powder is used. The tablet is treated for 1 hour with gaseous phosphorus oxide in the presence of water vapor, after which, not producing cooling, the tablet is removed from the high-temperature zone (T CaO 25 ° C). When cooling the tablet with the speed of ZOO S / min. peeling of the calcium polyphosphate glassy film formed on the surface occurs, layer-by-layer analysis of the film on a time-of-flight laser mass spectrometer shows the following distribution of elements of the film thickness: the p / Ca ratio varies from close to ω at one surface of the film, almost to O Due to the different chemical composition of the surface layers, they have different coefficients of thermal expansion. The pour point of this film is 560 ° C, Example 2. As a solid substrate, a tablet with a size of 30-10-1 mm, pressed from magnesium oxide powder (T M 2800s) is used. The tablet is treated for two hours at. Cooling is carried out at a rate of 200 sec / min. The film in the process of cooling is separated from the substrate without damage and has different coefficients of thermal expansion of the surfaces bounding it. Example 3. Calcium oxide powder is used as the material of the solid substrate. The process of film production is carried out in the vapor-gas phase system for 40 minutes. As a result of the interaction, the mass of Lenka synthesized per 1 cm of the cloak is 10 mg: a) the sample is cooled at a rate of 200 ° C / min by blowing air through the reaction zone (the transparent transparent glassy film separates from the substrate without damage); b) cooling of the sample is carried out by moving it in a special clamp directly from the reaction zone () to air (25 ° C) (cooling rate near BOO ° C / mi film is separated without damage). Films, obtained by these methods, have different coefficients of thermal expansion of their bounding surfaces. Example 4. Mixtures of any compatible refractory oxides can be used as a substrate material. Thus, in order to obtain three-component films with a single-component gas phase (presence of water vapor, but water plays the role of a catalyst), the substrate is made by pressing a mixture of two oxides in a ratio of 1: 2 T, enOl and McjO 5i02). The substrate containing oxides of magnesium and silicon is treated at 1,100 ° C for 1 hour. The cooling is carried out at a rate of 500 ° C / m. The resulting film is separated without damage and has different coefficients of thermal expansion, limiting its surfaces. Distinguishing the coefficients of thermal expansion of the film surfaces: estimate the magnitude of the bending of the latter when heated. For this, one end of the standard-length film is fixed, heated, and the movement of the free end is recorded. The larger it is, the greater the difference is the KTR of surfaces. The films obtained by the proposed method are capable of reversible bending under the action of heating-cooling, which allows them to be used as objects capable of performing mechanical work under the action of temperature. This ability of theirs can be used, for example, in temperature-sensitive sensors. Another field of application for glassy films having different termination coefficients for surface expansion is their use as a glass frit for joining dissimilar materials that also have different CTEs, for example, kersm and metal, while ensuring the resistance of the compound to thermal cycling. Glassy films having a variable thickness composition also have variable optical density, which makes it possible to apply them to photometric measurements.