Установка для нанесения многослойных покрытий на подложку Советский патент 1977 года по МПК B05C3/02 

низм для погружения содержит второй реверсивный двигатель. Прибор для регистрации процесса перенесения включен в систему коммутации реверсивных двигателей. Контроль за процессом перенесения состоит в записи дискретных сигналов, обусловленных колебаниями поверхностного давления (контроль за переносОлМ слоя на подложку) и сигналов коммутации двигателя механизма погружения (подсчет числа погружеиий). Дискретные сигналы, обусловленные колебаниями новерхностного давления в процессе перенесения, приводят к дискретным смещеииям подвижной пластины, дискретным смещениям мономолекулярного слоя но новерхности жидкости, и тем самым свидетельствуют о переносе слоя на подложку. Недостатком контроля за процессом перенесения в известной установке является выОор в качестве параметра контроля изменения величины поверхностного давления, так как оно меняется не только за счет переноса слоя на подложку, по и за счет дискретности перемещения мономолекулярного слоя но поверхности жидкости, обусловленной несогласованностью мгновенных скоростей движения подвижной пластины и перенесеиия мопомолекулярпого слоя.на подложку.

С целью обеспечения непрерывного контроля и унравления ироцессами стабилизации слоя и его иапесения, предлагаемая установка снабжена устройством для измерения абсолютной величнны и изменения площади переносимого мономолекулярного слоя, выполненным в виде уравновешенного рычага, укрепленного на оси датчика угла поворота, связанного с прибором регистрации и тягой уравновешенной пластины.

На фиг. 1 изобралсена установка;- на фиг. 2 - примеры заппсн абсолютной величины и изменения илощади переносимого мономолекулярного слоя, полученные с помощью введенного в установку устройства.

Установка состонт из фторопластровой ванны 1 с жидкостью, мономолекулярного слоя 2 и пластины 3, плавающпх на поверхности жидкости, уравновешенной силой давления мономолекулярного слоя и тягой груза 4, соединенного капроновой нитью 5 с пластиной 3 через легкий пенопластовый шкив 6 (пластина 3 вынолнена пз фторопластовой пленкн толщиной 0,1 мм и шириной, равной ширине ванны), рычага 7, уравновешенного грузом 8, связанного шарнирно с тягой подвижной пластины 3 и укрепленного на оси сельсина 9, служащего датчиком угла новорота, неподвижпая обмотка которого соединена с генератором 10 переменного тока, а нодвижная обмотка с селективным усилителем 11 и самопишущим потенциометром 12. Для перемещения подложки служит кривошипно-шатунный механизм 13, связанный с размещенным в антивибрационном чехле 14 ползуном 15, на конце которого укреплен дерл атель 16 подложкп 17. Вся установка размещена на антивибрационной платформе, состоящей из слоя упругих шаров 18, на котором лежит стальная плита 19, на поверхности которой стоит ориентированный горизонтально столик 20 с противопыльным колпаком 21. Величина сил трения плавающей пластины 3, шкива 6 и рычага 7, составляют 1-2% от силы тяги уравновешивающего груза. Установка работает следующим образом. В ванну заливают лшдкость, очищают ее поверхность, наносят мономолекулярный слой, устанавливают пластину в левом конце ванны и начинают вести запись изменения площади слоя при постоянном давленин, которая соответствует кинетике образования конденсированного мономолекулярного

слоя на новерхности жидкости. Происходит так называемый процесс стабилизации слоя, по окончаиии которого судят о готовности слоя к переносу на твердую подлол ку. Запись изменения площади осуществляется следующим образом. При изменении площади в процессе стабилизации плавающая пластина , под действием постоянной тяги груза 4 сдвигается на расстояние, ироиорциональное изменению площади слоя, а шарнирно связанный

с тягой рычаг 7 поворачивается на некоторый угол, являющийся непосредственной мерой площади слоя. Сигнал датчика угла поворота прокалиброван на самонншущем потенциометре 12 в единицах площади слоя. На фиг. 2

показана тииичная запись процесса стабилизации мономолекулярного слоя стеариновой кислоты на поверхности жидкоеги (участок aj. Так осуществляется непрерывный контроль стабилизации мономолекулярного слоя на новерхности жидкости при постоянном поверхностном давлении.

После окончания процесса стабилизации слоя включают механизм погружения н начинают процесс перепесения слоя с поверхности

жидкости па подложку, который происходит следующим образом. Подложка 17 с помощью кривошипно-шатунного механизма 13 плавно опускается к моиомолекулярному слою 2 и начинает ногружаться в жидкость со скоростью 1-2 см/мин, пересекая уровепь мономолекулярного слоя. В процессе погружения подложки часть слоя переиосится на поверхность подложки, величина площади слоя, остающегося в ванне, уменьшается на величину

площади переносимого слоя, а пластина н остающийся на жидкости слой, уравновешенные постоянной тягой, смещаются на расстояппе, пропорциональное нзменению площади, непрерывно фиксируемое самопишущим потенциометром. Так происходит перенесение мономолекуляриого слоя и непрерывный контроль перенесения при погруженни подложки. После достижения максимальной глубины погружения и перенесения первого мономолекулярного

слоя начинается медленный подъем нодложки и перепесение второго слоя, которое фиксируется точно так лее са.мопишущим потенциометром. Многократное иогружение и извлечение приводят к получению нериолических

слоистых структур.

На фиг. 2 приведена типичная запись процесса переноса мономолекулярного слоя стеариновой кислоты, на подложку площадью 1 см с качественным нереносом (участок б), а также дефектным переносом, возникшим, в частности, из-за старения мономолекулярного слоя в ванне (участок с).

Установка имеет приведенные ниже преимуИ1,ества.

1.Непрерывный контроль стабилизацнн мономолекулярного слоя перед его перенесен 1ем на подложку дает возможность оцепить качество исходного слоя и предотвратить получение дефектных структур.

2.Непрерывный контроль перепоса мономолекулярного слоя на подложку позволяет своевременно обнаруживать появление первого же дефектного слоя в создаваемой структуре и устраинть причины, вызывающие его появление (Е частности, заменить состарившиеся мономолекулярпый слой или жидкость) и далее вести перенос на ту же иодлол ку. Таким образом, установка иозволяет нолучать многослойные периодические структуры с минимальным количеством дефектов, выявляемых по мере их возппкновення.

3.По данным непрерывного контроля стабплизации мономолекулярного слоя и переноса нескольких первых слоев структуры можно устанавливать онтнмальный режим переноса слоя на подложку (величину иоверхностного давления, скорость погружения подложки, температуру в ванне) прп пспользовании новых веществ (жидкости в ванне, мономолекулярного слоя, материала подложки), что эко. ломит время подбора режима.

Формула изобретения

Установка для панесення многослойных покрытий на подложку, содержащая ванну с жидкостью п размещенными на ее поверхности мономолекулярным слоем наносимого веп ества и уравновешенной пластпной, устройство для поддержания постоянства поверхностного давления мономолекулярного слоя механизм погружения подложки в ванну и нрибор регистрации процесса переноса мономолекулярного слоя на подложку, о т л и ч а юuj. а я с я тем, что, с целью обеспечення непрерывного контроля и управления процессами стабилизации слоя и его нанесения, она снабжена устройством для измерения абсолютной

величины и пзмеиенпя площади иереносимого мономолекулярного слоя, выполненным в виде уравиовешенного рычага, укреплепного на оси датчика угла иоворота, связанного с прпбором регпстрации и тягой уравновещенной пластипы.

Р1сточник11 ннформацпп, прннятые во внимание при экспертизе

1.Blodgett К. В., I. Атег. Chem. Soc., 57, 1007, 1935.

2.Henke В. L., Advances in X. ray analysis, 7, 460, 1963.

3.Авторское свидетельство XQ 315631, кл. В 05 С 1/02, 1969.