Электронно-лучевая абляция политетрафторэтилена для формирования тонкослойных покрытий

Abstract

Предложена модель комплексного процесса абляции политетрафторэтилена (ПТФЭ) пучком низкоэнергетичных электронов и осаждения покрытий на твёрдых поверхностях из абляционного потока. Особенностью модели является учет двух каналов релаксации энергии возбуждения электронных систем макромолекул: 1) диссоциативной релаксации и 2) фононной релаксации. Первый канал приводит к диссоциации молекулярных цепей в произвольных местах, в результате чего образуются радикальные фрагменты различных размеров. Главной особенностью модели является учет повышенной роли второго канала в абляционных процессах, который в условиях высоких мощностей поглощенной дозы приводит к нагреву и цепному разложению на дифторкарбен макрорадикалов, образованных первым каналом, а также к испарению крупных радикальных фрагментов (олигомеров). В результате этих процессов образуется абляционный поток, состоящий из дифторкарбена (после реакций в газовой фазе – тетрафторэтилена) и олигомеров. Олигомеры-радикалы при осаждении на поверхности кристаллизуются и теряют подвижность и способность к взаимной ре-полимеризации, но способны присоединять подвижные низкомолекулярные компоненты, в том числе тетрафторэтилен при конверсии его в бирадикальное состояние. Модель объясняет высокую скорость формирования покрытий за счет конденсации олигомеров, составляющих основную массу покрытий. Модель применима также к процессам абляции ПТФЭ излучением УФ лазеров