ДИФФУЗИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ЗОЛЬГЕЛЬ ПЛЕНКА- СТЕКЛЯННАЯ ПОДЛОЖКА А.Б. Аткарская, В.Г. Шеманин Новороссийский политехнический институт КубГТУ, тел. (8617)613291, atkarsk06@mail.ru Процесс нанесения тонких пленок по золь-гель технологии сопровождается выщелачиванием из стеклянных подложек и проникновением в пленку оксидов натрия, кальция и кремния, существенно влияющих на свойства композитов. Интенсивность диффузии компонентов подложки в пленку снижается с ростом температуры и продолжительности режима обжига композита. В продолжение работ [1, 2] исследовано влияние режимов термообработки композитов листовое флоат- стекло + золь- гель пленка молекулярного состава 20 Bi2O3,25Fe2O3,55TiO2, полученные в идентичных условиях. Концентрацию c оксидов Na, Ca, Si и ширину переходного слоя h пленки-подложка оценивали по результатам вторичной ионной масс-спектроскопии, показатель преломления композитов nэллипсометрически и эти результаты приведены в таблице. Режим обжига Na2O 350о-30 мин 350о-60 мин 450о-30 мин 450о-60 мин 550о-30 мин 550о-60 мин c,% 11,7 11,6 11,3 7,6 4,3 3,1 h,нм 700 730 650 600 670 620 Диффузия CaO c,% h,нм 1,4 710 1,7 720 1,3 640 1,3 610 1,3 680 1,5 630 ( Na2O+ SiO2 c,% 3,3 1,4 0,7 4,3 2,1 2,1 h,нм 700 730 660 610 670 630 CaO+ SiO2),% 16,4 14,7 13,3 13,2 7,7 6,7 Значение n 2,060,03 2,050,05 2,120,08 2,190,04 2,100,10 2,100,01 Кислые среды, к числу которых принадлежали пленкообразующие растворы, способствуют выщелачиванию из стекла преимущественно оксида натрия, соответственно, его концентрация в пленке в 1,5 – 15 раз больше, чем проникающего из стекла оксида кремния, и в 2-9 раз больше, чем СаО. Поскольку температура обжига композитов невелика и лимитируется температурой начала деформации подложки, составляющие скелет пленки наночастицы (размер << 100 нм) дисперсной фазы золя, вероятно, недостаточно уплотняются. То есть пленка представляет собой многопористое образование, поэтому увеличение температуры и (или) длительности обжига таких объектов способствует схлопыванию пор и их уплотнению. Закономерно предположить, что это будет затруднять диффузию компонентов из подложки. Действительно суммарная концентрация оксидов Na, Ca, Si (см. табл.) уменьшается примерно в 2 раза с ростом температуры от 350 до 550°С, а двукратное увеличение продолжительности обжига от 30 до 60 мин. снижает интенсивность суммарной диффузии на ~ 10%. Показатель преломления пленок складывается из показателя преломления материала скелета, дополнительно обогащенного оксидами Na, Ca, Si , и показателя преломления заполняющих поры веществ (воздуха, паров воды). Поэтому повышение температуры положительно влияет на значение n. Улучшение однородности микроструктуры, зависящей от температурно-временных условий обжига пленок, обусловили максимальные значения показателя преломления композитов, прошедших термообработку при 450оС. Интенсивность диффузии компонентов подложки в пленку снижается с ростом температуры и продолжительности режима обжига композита. 1 Аткарская А.Б., Киян В.И // Стекло и керамика. 2007. № 7. С. 3-7 2 Аткарская А.Б. // Стекло и керамика. 2008. №2. С.14-17