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《薄膜涂覆过程中缺陷的形成及其防治措施的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第8卷第3期安全与环境学报Vol.8No.32008年6月JournalofSafetyandEnvironmentJun,2008文章编号:100926094(2008)0320135204[7]极大的影响,严重时可导致整个薄膜元件的失效。涂覆的[8]另外一个重要应用就是在石油化工工业中,很多金属薄膜薄膜涂覆过程中缺陷的形成涂层在关键腐蚀区域得到了很好的应用。但是由于薄膜中缺及其防治措施的研究进展3陷的存在导致了其长期服役性能的降低,薄膜往往提前失效,事故几率也因此增加。2003年9月17日,乌克兰外喀尔巴阡刘赵淼,金艳梅,刘华
2、敏州沃洛韦茨地区发生一起输油管道泄漏事故,溢出的石油流(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100022)进近旁的拉托里察河,在河面形成长达5km的油污带,位于事发现场下游的乔普市居民饮用水源将直接面临被污染的威摘要:薄膜缺陷会降低薄膜器件的使用性能,因此薄膜缺陷的产生胁[9]。2004年7月23日,广州石化总厂位于广州开发区下元机理和防治措施研究非常重要。综述了薄膜涂覆中缺陷的分类及其新村的一段直径约30cm的输油管因老化开裂而出现泄漏,形成,分析了产生缺陷的影响因素,并对主要缺陷的防治方法作了总外流汽油原油估计数吨,并
3、导致附近地区连续发生两次起火结。对防治方法进行机理分析,总结了去除非连续缺陷过程中的注意[10]爆炸,方圆1km的天空均被浓烟笼罩。涂覆薄膜中缺陷原则。结果表明,薄膜缺陷分为连续性缺陷和非连续性缺陷,连续性的存在会影响产品的质量和寿命,带来巨大的国家财产损失缺陷最重要的影响因素是表面溶液的蒸发和表面张力的变化,可以通过设计涂覆溶液和涂覆模具最大程度地避免。非连续性缺陷中最主和人员伤亡,并对环境产生破坏。因此,研究涂覆缺陷的产生要的缺陷是气泡和杂质,气泡可以通过去气和去泡两种方式去除,杂机理和控制措施具有非常重要的意义。质可以过滤去
4、除。研究表明薄膜涂敷中缺陷防治需要从试验和数值本文将对薄膜涂覆中缺陷的种类及其形成进行综述,并计算着手,结合理论研究探讨产生缺陷的内在机理。介绍在涂覆中经常出现的褶皱、条纹和气泡等缺陷形成的影关键词:应用流体力学;涂覆;薄膜;缺陷;防治措施响因素。同时,根据缺陷的形成原因,总结涂覆溶液和涂覆模中图分类号:O368文献标识码:A具参数优化设计等对缺陷形成的影响。0引言1连续性缺陷薄膜涂覆是一种重要的现代表面工程技术。涂覆层的化如果涂覆溶液设计不够合理、涂覆参数设置不当或涂覆学成分、组织结构可以和基体材料完全不同。涂覆薄膜厚度系统不稳
5、定,就容易产生连续性缺陷。连续性缺陷主要包括非常小而且尺寸精度要求非常高,可以起到3方面的作用:肋状构架、田垄状条纹、条痕、褶皱、振纹、颤痕、波纹等。连续优化表面性能、进行微细加工和产生新的功能材料。薄膜被性缺陷通常呈条纹状,但它们各自的形成原因有所不同。[1]应用于多个领域。如航空领域,在航空发动机零部件上经111褶皱常采用涂覆技术来提高它的耐磨、耐蚀和耐热性能,提高发动褶皱形成的影响因素有很多。Weidner等[11]研究发现表[2]机效率,延长它的使用寿命。船舰防护领域,涂覆技术的应面张力的改变、涂覆液体表面溶液的蒸发容易导
6、致褶皱的形用可以大大提高船舰上设备器具的防腐和防锈性能。机械行成,且涂覆方法不同,影响因素也会不同。在旋涂覆中,基体[3]业、电力工业和桥梁工程中,涂覆技术被用来减轻紧密配合的旋转速度和基体的涂覆角度等因素都对表面褶皱的形成有部件的微动损伤。涂覆技术在工程生产中的应用提高了产品一定的影响。因此,在涂覆过程中,为了避免褶皱的形成一定的质量和工程的安全性,减少了不必要的人员伤亡,带来很大要综合考虑多方面的因素。的经济效益。具体的涂覆技术有电镀(或化学镀)、喷漆(或上11111涂覆液体表面溶液的蒸发涂料)、热喷涂和气相沉积技术等。涂覆液
7、体表面溶液的蒸发是薄膜褶皱形成的主要因素之涂覆过程可以分为如下的几个步骤:选择原材料、测试一。以旋涂为例,涂覆溶液由几种具有不同挥发性的溶剂组原材料、按照配方制备涂覆溶液、提纯涂覆溶液、测试涂覆溶[12]成,它们的蒸发-冷却力不同。涂覆过程中,随着溶剂的液、涂覆、烘干以去除未成膜的溶液、烘焙处理、检测缺陷、涂挥发,溶液的组分组成也会发生变化。因此涂覆液体表面溶覆结束。其中,配制涂覆溶液、涂覆和烘干3个阶段易导致缺液的蒸发会导致2个结果:1)表面溶液蒸发使涂覆表面局部陷产生,而在不同的阶段形成的缺陷也会不同。按照形成缺冷却,且只是在
8、最表层,即溶液与空气相接触的部分;2)在涂[4]陷的形态,可将其分为连续性缺陷和非连续性缺陷两种。覆过程中产生有害的毛细作用力。可以由马兰各尼数来估计涂覆方法、机械设备或一些人为操作等因素会影响涂覆[13]产生的热毛细力的影响。[5,6]的质量,涂
