Новый метод оценки деформационно-прочностных свойств металлов в слоях нанометрового диапазона тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.01 ВАК РФ

Моисеева, Светлана Владимировна АВТОР
кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ
2007 ГОД ЗАЩИТЫ
   
02.00.01 КОД ВАК РФ
Диссертация по химии на тему «Новый метод оценки деформационно-прочностных свойств металлов в слоях нанометрового диапазона»
 
Автореферат диссертации на тему "Новый метод оценки деформационно-прочностных свойств металлов в слоях нанометрового диапазона"

На правах рукописи

Моисеева Светлана Владимировна

НОВЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ДЕФОРМАЦИОННО-ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ В СЛОЯХ НАНОМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

02 00 01- неорганическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва-2007

003162126

Работа выполнена на кафедре неорганической химии химического факультета Московского педагогического государственного университета

Научные руководители.

Доктор физико-математических наук, профессор Дементьев Андрей Игоревич Член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор Волынский Александр Львович

Официальные оппоненты:

Доктор химических наук, профессор Разумовская Ирина Васильевна Член-корреспондент РАЕН, доктор химических наук, профессор Артемов Арсений Валерьевич

Ведущая научная организация:

Институт синтетических полимерных материалов им Н С Ениколопова РАН

Защита состоится 12 ноября 2007 года в 1700 часов на заседании Диссертационного Совета К 212 154 04 при Московском педагогическом государственном университете по адресу 119021, Москва, Несвижский переулок, д 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МПГУ по адресу 119991, Москва, ул Малая Пироговская, д 1

Автореферат разослан «Ж> 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Пугашова Н М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Переход вещества от микро- к наноразмерам приводит к появлению качественных изменений в их физических, механических, физико-химических и др свойствах В связи с этим несомненную актуальность приобретает развитие новых методов исследования, способных дать достоверную информацию о свойствах "нановещества". Несмотря на исключительную важность сведений о свойствах вещества в "наносостоянии", указанная проблема пока далека от своего решения В частности, достоверные сведения о деформационно-прочностных свойствах материала, имеющего размер единицы - десятки нанометров, практически отсутствуют

Для практического решения данной задачи мы предлагаем использовать новый подход, основанный на обнаруженных ранее фундаментальных деформационно-прочностных свойствах тн систем "твердое покрытие на податливом основании"

Цель и задачи работы. Целью исследования явилась разработка нового метода изучения деформационно-прочностных свойств твердых тел (и благородных металлов в частности) в слоях нанометрового диапазона

В соответствии с поставленной целью работы были сформулированы следующие задачи

1 Исследовать структуру тонкого металлического слоя на полимере после деформирования подложки в различных условиях и изучить механизм фрагментации

2 На основании полученных экспериментальных данных по структуре оценить количественные характеристики образующейся поверхностной структуры и микрорельефа

3 Определить деформационно-прочностные свойства металлов в слоях нанометрового диапазона, используя взаимосвязь данных характеристик со значениями параметров поверхностной структуры, выраженную математическими соотношениями

Научная новизна работы.

1 Предложен новый метод определения деформационно-прочностных характеристик металлов в слоях нанометрового диапазона, основанный на структурно-механическом исследовании процесса деформации материалов, состоящих из гибкой полимерной подложки и металлического слоя нанометровой толщины

2 Установлено, что в области толщин ~15 нм начинается стремительный рост прочности благородных металлов с уменьшением их толщины, превышающей более чем в 10 раз их прочность в блоке

3 Обнаружено, что в области нанотолщин (15-3 нм) имеет место резкое (в 2-5 раз) увеличение пластической деформации обоих металлов, величина которого зависит от физического состояния полимера-подложки

4 Предложены механизмы наблюдаемых явлений увеличения деформационно-прочностных свойств металлов в слоях нанометрового размера

Практическая значимость работы. Предложенный в работе метод, основанный на изучении процесса деформации материалов, состоящих из гибкой полимерной подложки и более жесткого слоя нанометровой толщины, является универсальным для определения деформационно-прочностных свойств металлов

толщиной от нескольких до десятков нанометров Показано, что задавая условия деформирования систем, состоящих из полимерной подложки и тонкого жесткого покрытия, можно получать полимерные материалы с высокорегулярным поверхностным микрорельефом, имеющим контролируемые параметры, которые могут найти практическое использование в микро- и оптоэлекгронике

Апробация работы. Основные положения докладывались и обсуждались на 45-ом международном микросимпозиуме "Structure and dynamics of self-organized macromolecular systems", Чехия, Прага, 9-13 июля 2006, 12-ой международной конференции «Polymerwerkstoffe 2006», (Германия Халле/Саале 27-29 сентября 2006 г, Четвертой всероссийской Каргинской конференции «Наука о полимерах 21-му веку», Москва, 29 января-2 февраля 2007 г, втором международном симпозиуме «Trends in Nanoscience 2007», Германия, 24-28 февраля 2007 г, XV Российском симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЭМ-2007), Россия, Черноголовка, 4-7 июня 2007 г

Публикации. По результатам исследований опубликовано девять статей и тезисы шести докладов

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы

Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста, включая 52 рисунка и 1 таблицу Список цитируемой литературы состоит из 149 наименований

Основное содержание работы Во введении дано обоснование актуальности диссертационной работы, указаны ее цель и задачи

Глава 1 является обзором литературы, в котором рассмотрены и обобщены данные по исследованию поверхностного структурообразования систем, состоящих из тонкого жесткого покрытия и гибкой полимерной подложки Приведены и обобщены данные о методах исследования деформационно-прочностных характеристик твердых тел в тонких слоях Анализ литературных данных свидетельствует о том, что в настоящее время отсутствуют надежные методы оценки деформационно-прочностных свойств твердых тел нанометровых размеров в режиме одноосного растяжения, что и определило постановку данной работы Глава 2 Объекты и методы исследования.

В данной работе использовали промышленные пленки аморфного неориентированного полиэтилентерефталата (ПЭТФ) толщиной 100 мкм, а также поливинилхлорида (ПВХ), поливинилхлорида с добавкой 15% пластификатора диоктилфталата (ПВХ с 15% ДОФ) и пленки полистирола (ПС) толщиной 40 мкм

Из указанных пленок вырубали образцы в виде двусторонних лопаток с размерами рабочей части 6x20 мм На поверхность образцов наносили тонкие слои золота и платины различной толщины методом ионно-плазменного напыления на напылительной установке «Eiko IB-3» при силе тока 2 и 4 тА соответственно

Измерение толщины наносимого золотого покрытия проводили с помощью атомно-силового микроскопа (ACM) «Nanoscope-2» («Digital Instruments», Санта Барбара, США) в режиме контактных сил (величину силы взаимодействия зонд-образец в режиме сканирования поддерживали на уровне 10"9Н) На стандартной напылительной установке наносили тонкие слои золота и платины на поверхность ПЭТФ, контролируя толщину металла, варьируя время напыления в соответствии с калибровочной кривой, для построения которой были проведены эксперименты по

нанесению соответствующих покрытий на стеклянные подложки с последующим их изучением с помощью АСМ.

Геометрические размеры образцов измеряли с помощью оптиметра ИЗВ-2 и компаратора с десятикратным увеличением Динамометрические измерения проводили с помощью динамометра «Instron-1122», растягивая указанные образцы до необходимой степени удлинения с постоянной скоростью Кроме того, растяжение пленок ПС до необходимой степени удлинения с постоянной скоростью 5 мм/мин при температурах 105°С и 150°С осуществляли с помощью высоко чувствительного динамометра «Autograph», AGS - 10 kN, Shimadzu

Электронно-микроскопические исследования проводили на сканирующем электронном микроскопе «Hitachi S-520» Образцы для электронно-микроскопических исследований готовили по стандартной методике и предварительно напыляли золотом при 2 тА в течение 5 минут для создания электропроводящего слоя

Численные значения средних размеров фрагментов разрушения покрытия, толщины слоя металла и глубины рельефа определяли из электронных микрофотографий с помощью программы Femtoscane Online

Изучение структуры слоя металла проводили с помощью метода трансмиссионного электронного микроскопа (ТЭМ) «LEO 912АВ» с OMEGA-фильтром на ультратонких срезах толщиной 100 нм, сделанных с помощью алмазного ножа на микротоме («Reichert-Jung»)

В 3 главе всесторонне изучены структурно-механические аспекты деформации систем ПЭТФ, непластифицированный и пластифицированный ПВХ -твердое металлическое покрытие

В частности, показано, что картина фрагментации покрытия, реализующаяся при деформировании полимера в условиях ориентационного вытягивания ниже Тс, существенно отличается от случая деформирования полимера-подложки, находящейся в высокоэластическом состоянии На рис 1 для сравнения приведены микрофотографии образцов ПЭТФ с золотым покрытием одинаковой толщины,

деформированных выше и ниже Тс полимера Отметим1 главные отличия в процессах фрагментации покрытия, которые связаны исключительно с физическим

состоянием полимера, поскольку все остальные параметры (природа и толщина полимера и покрытия, скорость деформирования) были одинаковы

Во-первых, фрагментация покрытия в условиях, когда полимер деформируют при 90°С, те выше его Т„ происходит одновременно по всей поверхности образца При деформировании полимера-подложки ниже его Т0 фрагментация покрытия осуществляется только в узкой переходной зоне между ориентированной и неориентированной частями полимера Во-вторых, при деформировании полимера-подложки выше его Тс наряду с фрагментацией покрытия наблюдается возникновение регулярного микрорельефа

Рис. 1. Сканирующие электронные микрофотографии ПЭТФ с золотым покрытием толщиной 14 нм, деформированного на воздухе со скоростью 0.2 мм/мин при 90°С (а) и при 20°С (б).

При деформировании того же полимера с тем же покрытием ниже его Тс возникновения регулярного микрорельефа не происходит. Причины этого могут быть связаны с различием в боковой контракции образцов при их одноосном растяжении. В-третьих, изменение физического состояния полимера приводит к изменению общей картины фрагментации покрытия. Таким образом, ири пластической деформации ПВХ, ПВХ с 15% ДОФ и ПЭТФ, имеющих тонкое металлическое покрытие, поверхностный слой полимеров приобретает структуру, обусловленную разрушением металла и неоднородной деформацией самого полимера. Реализация данного процесса на различных полимерных подложках говорит об общем для таких систем характере явления поверхностного структурообразования.

Ранее было показано, что на первых этапах деформации полимерной подложки покрытие дробится на систему фрагментов самого разного размера. Этот процесс обусловлен наличием в покрытии хаотически расположенных микродефектов. После этого изначально возникшего широкого распределения фрагментов покрытия по их размерам начинается уникальный процесс разрушения каждого из возникших фрагментов на две практически равные части. Дело в том, что после случайного распада покрытия на фрагменты процесс растяжения подложки продолжается и, вследствие этого, каждый образовавшийся фрагмент остается под на1рузкой. В процессе дальнейшего растяжения подложки напряжение в каждом фрагменте растет и, в конце концов, достигает предела прочности точно в центре фрагмента. Указанные обстоятельства приводят к процессу разрушения покрытия путем его деления на две равные части. Такой механизм фрагментации покрытия сопровождается возникновением распределения фрагментов по размерам с малой величиной его дисперсии 0,2).

В данном разделе работы проведен анализ распределений фрагментов по ширине для платинового и золотого покрытия, нанесенного на ПЭТФ - подложку. Деформирование осуществляли при комнатной температуре, т.е. в условиях, когда

полимер находится в стеклообразном состоянии Было показано, что относительная дисперсия распределения в этом случае составляет 0 25 Это означает, что при растяжении стеклообразного ПЭТФ фрагментация жесткого покрытия преимущественно осуществляется путем деления каждого случайным образом возникшего фрагмента на две равные части Аналогичные результаты были получены и для систем ПВХ и ПВХ+15%ДОФ с золотым покрытием, что позволило сделать вывод о том, что и в этом случае преобладает механизм фрагментации делением каждого фрагмента пополам

В 4 главе было изучено влияние природы и толщины металлического покрытия на параметры возникающего при деформировании полимерных пленок с покрытием микрорельефа

Показано, что толщина нанесенного покрытия, независимо от его природы пропорциональна величине средних фрагментов разрушения в полном соответствии с установленным ранее соотношением

г ЗЬа °о

где о - предел прочности покрытия, а0 - напряжение в подложке, Ь - толщина покрытия, Ь - средняя ширина фрагментов покрытия Аналогичные результаты были получены и для зависимости периода микрорельефа X, прямо определяемого из микрофотографий, от толщины покрытия в случае в соответствии с формулой (2)

, 3<7 А

Л= ат 0"£) (2)

где оу - предел текучести покрытия, от - предел текучести полимера-подложки и Ь - толщина покрытия, е-степень бокового сжатия Рис 2 демонстрирует найденные закономерности

Ь, нм

а б

Рис 2 Зависимость размера фрагментов Ь (а) и периода микрорельефа X (б) золотого (1) и платинового (2) покрытия от его толщины к при деформировании ПЭТФ-подложки

Таким образом, установлено, что природа металла практически не оказывает влияния на картину фрагментации покрытия при растяжении полимерной подложки выше и ниже температуры стеклования, однако вносит некоторый вклад в значения количественных характеристик образующейся структуры, а именно, в среднюю ширину фрагментов разрушения покрытия и периода микрорельефа В тоже время параметры фрагментации покрытия существенно зависят от толщины нанесенного на полимер металла

В данном разделе было также исследовано влияние напряжения в подложке на параметры возникающего микрорельефа Напряжение в полимере легко регулировать, изменяя скорость его растяжения Рис 3 иллюстрирует это влияние Хорошо видно, что с увеличением скорости растяжения размер фрагментов разрушения металлического покрытия закономерно снижается в полном соответствии с формулой (1)

1&У

Рис 3 Зависимость средних размеров фрагментов золотого покрытия Ь толщиной 14 нм от логарифма скорости растяжения ПЭТФ-подложки при 20°С

Следует отметить, что влияние на параметры поверхностной фрагментации, происходящей при деформировании полимерной подложки, таких факторов, как температура, скорость деформирования, а также природа полимера, зависит от уровня напряжения в подложке, который и определяется вышеуказанными факторами Причем параметры образующейся структуры находятся в обратной зависимости от уровня напряжения, что согласуется с выражением (1), то есть, чем выше напряжение, тем меньше значения размеров фрагментов разрушения покрытия, что отражено на рис 4, где представлены обобщенные данные для всех исследованных полимеров

* 20001500-

2500-

3000-

3500-

1000-

500-

0

[Э'ГФ 20 С

0

О 5 10 15 20 25 30 35 40

Рис. 4. Зависимость средних размеров фрагментов I. золотого покрытия толщиной 14 нм от напряжения в подложке а.

Итак, можно сделать вывод, что независимо от природы полимера и условий деформирования определяющее влияние на размер фрагментов оказывает напряжение в подложке при вытяжке. Причем наблюдаемые изменения в размере фрагментов от напряжения вытяжки описываются в рамках соотношения (1). Также необходимо отметить, что очень важную роль в образовании поверхностной структуры играет толщина покрытия, от которой напрямую зависит размер фрагментов покрытия и период микрорельефа, что полностью описывается уравнениями (1) и (2) соответственно. Природа самого металла практически не отражается на картине фрагментации, однако вносит некоторых вклад в значения размеров фрагментов и периода микрорельефа в соответствии с физическими свойствами металла.

Глава 5 посвящена оценке деформационно-прочноегных свойств благородных металлов нанометровой толщины, нанесенных на полимерные подложки. Как было отмечено выше, характер поверхностного структурообразования при деформировании полимеров с тонкими металлическими покрытиями в полной мере соответствует закономерностям, описываемым соотношениями 1, 2. Действительно, параметры Ь и л, легко находятся из прямых микроскопических данных, а остальные параметры (толщина покрытия и напряжение в подложке) задаются условиями эксперимента. Важно отметить, что толщина покрытия, нанесенного на полимерную подложку, может регулироваться в широких пределах, в том числе и в область, характерную для типичных наносистем. Указанное обстоятельство открывает новые возможности оценки деформационно-прочностных свойств металлических покрытий, нанесенных на полимерные подожки в условиях одноосного растяжения.

На рис. 5 представлены зависимости прочности платины и золота, вычисленной с помощью соотношения (1), от толщины металлического слоя, нанесенного на ПЭТФ пленку. Хорошо видно, что прочность обоих металлов, практически не зависит от их толщины в интервале от 30 до ~ 15 нм. Значение прочности обоих металлов в этом диапазоне толщин колеблется от 180 до 220 МПа

для золота и 250 - 300 МПа для платины. Эти значения количественно соответствуют известным значениям прочности для блочных металлов (176 - 250 МПа для золота и 240-350 МПа - для платины).

И, нм

Рис. 5. Зависимость прочности золотого (1) и платинового (2) покрытий от их толщины при деформировании ПЭТФ-подложки при 20°С со скоростью 0.2 мм/мин. 3. 4-значения прочности золота и платины соответственно в блоке.

В то же время из рис. 5 следует, что, начиная с толщины примерно 15 нм, прочность обоих металлов начинает стремительно увеличиваться с уменьшением толщины нанесенного покрытия. Значение прочности для платины достигает 1800 МПа, для золота - до 3700 МПа. Как видно, прочность металла в нанослоях, по крайней мере, на десятичный порядок превосходит прочность блочного материала.

Полученный результат является первой количественной оценкой прочности металлов в условиях одноосного растяжения в столь тонких слоях. Он свидетельствует, во-первых, о том, что свойства (в данном случае такое фундаментальное свойство как прочность) вещества в нанослоях действительно на качественном уровне отличаются от свойств блочного материала. Во-вторых, использованный в данной работе подход к оценке прочностных свойств материала на наноуровне является эффективным и универсальным.

В данной работе реализуется редкая возможность оценки прочности твердого тела с учетом характеристической дефектности и без нее. Прочность реального твердого тела часто определяется не только и даже не столько прочностью межатомных или межмолекулярных связей, сколько его структурными особенностями. В этом случае под структурой понимаются разного рода неконтролируемые несовершенства, дефекты, посторонние микроскопические включения, микротрещины и т.д., которые концентрируют вокруг себя напряжения, во много раз превосходящие среднее приложенное напряжение и отличаются по степени опасности с точки зрения инициирования зародышевых трещин разрушения. В связи с этим обычно определяемая прочность твердых тел намного ниже их теоретического значения.

Ранее было показано, что при растяжении полимерной подложки с металлическим покрытием последнее сначала дробится на систему фрагментов самого разного размера. Этот процесс как раз и обусловлен наличием в покрытии

хаотически расположенных микродефектов, о которых речь шла выше Однако, после этого начального, возникшего широкого распределения фрагментов покрытия по их размерам начинается процесс разрушения каждого из возникших фрагментов пополам. Очевидно, что деление фрагментов пополам не может быть связано с влиянием характеристических дефектов, поскольку они расположены в покрытии хаотическим образом. Именно механизм деления пополам характеризует прочность покрытия, в котором все его характеристические дефекты уже "сработали"

Обычная методика определения прочности твердых тел регистрирует прочность тела, которую ему «позволяет» достичь самый опасный дефект Действительно, другие методы измерения прочности твердых тел, в том числе и в условиях одноосного растяжения, регистрируют наибольшее напряжение, которое может быть достигнуто твердым телом до момента прорастания через его сечение магистральной трещины. После этого напряжение в образце падает до нуля и процесс разрушения завершается

В работе сделана попытка оценить «обычную» прочность металлического покрытия, имеющего набор характеристических дефектов. С этой целью с помощью высокочувствительного динамометра получали кривые растяжения полимерных пленок с металлическим покрытием различной толщины

Для определения вклада металлического покрытия вначале была получена динамометрическая кривая растяжения чистой подложки без покрытия при заданной температуре Затем была получена динамометрическая кривая, характерная для подложки с покрытием, деформируемых в тех же условиях Далее вычитая из механического отклика для всего материала отклик чистого полимера-подложки при одной и той же степени вытяжки, получаем силу, прикладываемую при растяжении к покрытию Отнеся ее к ширине сечения образца и толщине покрытия, получаем прочность покрытия.

Таким методом был исследован полистирол (ПС) с золотым покрытием, деформируемый при 150°С В таких условиях растяжения, то есть при такой температуре вытяжки, вклад механической прочности покрытия становится _ соизмеримым с прочностью подложки и может быть вычислен способом, описанным выше Данный подход позволил оценить прочность золота в слоях толщиной от 3 до 30 нм

На рис 6 представлен график зависимости разрывной прочности от толщины золотого покрытия Хорошо видно, во-первых, что обычно определяемая прочность твердого дела действительно во много раз меньше, чем прочность бездефектного покрытия, определяемая с помощью уравнения (1) (сравните рис 5 и 6) И, во-вторых, видно, даже при наличии характеристических дефектов в слоях толщиной менее 20 нм наблюдается резкое увеличение прочности слоя метайла с уменьшением его толщины

Ь, нм

Рис. 6 . Зависимость прочности (а) золотого покрытия, нанесенного на подложку ПС, при ее деформировании при 150'С со скоростью 5 мм/мин от толщины нанесенного покрытия.

Развиваемый н данной работе подход позволяет также оценить другую важнейшую характеристику указанных металлов в нанослоях - предел текучести при растяжении. Эта оценка основана на ранее установленной взаимосвязи между периодом регулярного рельефа X, возникающего при растяжении каучукообразного полимера с тонким твердым покрытием и другими свойствами указанных систем (соотношение (2)). Полученные данные представлены на рис.7. Из представленного рисунка следует, что, также как и для прочности, предел текучести начинает увеличиваться в области малых толщин металлов (начиная примерно с 5 нм толщины). Этот эффект сильнее выражен в случае платины, но и для золота прослеживается указанная тенденция.

Таким образом, в данной работе впервые были получены зависимости предела текучести обоих металлов, нанесенных на ПЭ'ГФ пленки, в условиях одноосного растяжения от толщины их слоя в нанометровом диапазоне.

Ь, нм

Рис 7. Зависимость предела текучести золотого (1) и платинового (2) покрытия от толщины его толщины при деформировании ПЭТФ-подложки при 90°С.

Обнаруженные явления могут быть связанны с несколькими причинами На основании литературных данных можно заключить, что увеличение прочности кристаллических твердых тел, как правило, связано с уменьшением размеров зерен кристаллической структуры до наноуровня Рост прочности с уменьшением размера зерна обусловлен введением дополнительных границ зерен, которые являются препятствиями для движения дислокаций, а при достижении наноразмерных зерен рост прочности обусловлен низкой плотностью существующих дислокаций и трудностью образования новых дислокаций Также важнейшее значение имеет структура границ зерен В частности, отмечают наличие высокого уровня внутренних напряжений в металлах, подвергнутых интенсивным пластическим деформациям, вызванных высокой плотностью дефектов внутри кристаллов и на их границах Как показывает анализ литературных данных, «измельчение» до указанных размеров (наноразмеров) зернистой структуры металла приводит к существенному росту его механических характеристик и, в частности прочности Рост предела текучести при этом не кажется необычным, поскольку эта величина, как и прочность, определяется интенсивностью межмолекулярного взаимодействия и дефектностью реального твердого тела

Таким образом, показано, что анализ картин фрагментации и рельефообразования покрытий на полимерной подложке при растяжении, является эффективным для оценки прочностных характеристик твердых тел в нанослоях Обнаруженный эффект упрочнения металла при уменьшении толщины слоя, имеет общий характер независимо от природы металла (платина, золото) и природы полимера и связан прежде всего с уменьшением размера зерен, при напылении пленок меньшей толщины, что согласно дислокационной теории деформации приводит к увеличению прочности Кроме того, йаблюдаемое увеличение прочности металла связано и с наличием полимерной подложки, препятствующей локализации деформации в поверхностном слое покрытия, а также со структурой переходного слоя металл-полимер, в котором полимерные прослойки облегчают скольжение частиц металла по границам

Использованный в данной работе подход не исчерпывает своих возможностей определением прочности и предела текучести твердых тел в нанометровом диапазоне Указанный подход позволяет прямо оценивать еще одну важнейшую характеристику деформируемых твердых тел - величину их пластической деформации (ет) Оценка этой величины основана на полученном ранее соотношений, использующем прямы микроскопические данные

£т=(Ьт/Ьобщ)^- 1 (3)

где Ьт-общая длина измеряемых на микрофотографиях фрагментов покрытия, Ьобобщая длина участка, на котором лежат измеряемые фрагменты, Х-степень вытяжки подложки, задаваемая растягивающим устройством Указанным методом можно оценивать пластическую деформацию тончайших слоев (практически любой толщины) твердых тел Отметим, что задачи такого рода, несмотря на их актуальность, очень трудно или даже невозможно осуществить другим способом

На рис 8 представлены зависимости величины пластической деформации, вычисленной по формуле (3) для золотого (а) и платинового (б) покрытия для деформации полимера-подложки при комнатной температуре (с образованием шейки) и при 90°С на 100%

60-

70-,

2

■ 1

2

10'

10

о

о-

О 5 10 16 20 25 30 Ь, НМ

0 5 10 15 20 25 30 Ь, НМ

а

б

Рис. 8. Зависимость пластической деформации золотого (а) и платинового (б) покрытия от его толщины при деформировании ПЭТФ-подложки при 20 (кривые 1) и 90°С (кривые 2).

Хорошо видно, что величина пластической деформации также существенно возрастает в области малых (нанометровых) толщин нанесенного покрытая. Полученный результат кажется не совсем обычным по следующей причине. Многочисленные исследования показали, что, хотя наноструктурированные материалы демонстрируют высокую прочность и твердость, они часто бывают хрупкими и малопластичными. Однако результаты, описанные в литературе, свидетельствуют о том, что в объемных наноструктурированных металлах существует принципиальная возможность сочетания высоких значений прочности и пластичности. Эта возможность реализуется в том случае, если удается организовать особую мелкозернистую структуру металла, имеющую определенные типы границ зерен. Возможно, что исследуемая нами система «тонкое покрытие на полимерной подложке» также имеет некоторые структурные особенности, позволяющие реализовать указанное сочетание.

Поскольку в данной работе исследуются свойства нанометровых слоев металлов, нанесенных на полимерные пленки, возникает вопрос о влиянии природы и физического состояния полимера-подложки на деформационно-прочностные свойства металлического покрытия. Для проверки этого предположения описанным выше способом исследовали прочность металлов, нанесенных на различные полимерные подложки.

На рис. 9 сопоставлены зависимости прочности золотых покрытий, определенные с помощью формулы (1), нанесенных на ПЭТФ и ПВХ.

4000-,

2000-

2500-

к!

ь 150°;

3500-

3000-

1000-

500-

0

о

5

10 15 20 25 30 35

НМ

Рис. 9. Зависимость прочности золотого покрытия от его толщины к на ПЭТФ (1), ПВХ (2) и пластифицированного ПВХ (3), деформированных при 20°С со скоростью 0.2 мм/мин. (4)-значение прочности золота в блоке.

Хорошо видно, что, во всех случаях имеет место значительный рост прочности металла, когда его толщина становится менее 15 нм (эффект наноструктурирования). Механизм этого явления был подробно рассмотрен выше. Здесь же следует отметить, что природа подложки не оказывает существенного влияния на прочность золотого покрытия в слоях нанометрового диапазона. Возможно, это связано с тем обстоятельством, что оба полимера в условиях их деформации находятся в стеклообразном состоянии, в связи с чем их собственные механические свойства различаются несущественно.

Переход иолимера из стеклообразного состояния в высокоэластическое сопровождается уменьшением его модуля на несколько десятичных порядков. Рассмотрим, каким образом это обстоятельство отразится на прочностных свойствах металлических покрытий. На рис. 10 представлены зависимости прочности золотого (а) и платинового (б) покрытий от их толщины при растяжении полимера-подложки при комнатной температуре (ниже температуры стеклования) - кривые 1 и при 90°С (выше температуры стеклования) - кривые 2.

Отметим, что в обоих случаях прочность металла, определенная по харакгеру его фрагментации при деформировании полимера-подложки ниже его температуры стеклования, существенно выше, чем соответствующая величина, определенная при деформировании полимера-подложки выше его температуры стеклования. Однако, это различие наблюдается только в области малых толщин покрытий, то есть в области их наноразмеров (ниже 25-30 нанометров).

о-

О 5 10 15 20 26 30 Ь, ИМ

0-

О 5 10 15 20 25 30

Кнм

а

б

Рис. 10. Зависимость прочности золотого (а) и платинового (б) покрытия от его толщины при деформировании ПЭТФ-подложки при 20 (кривые 1) и (кривые 2). (З)-зпачение прочности металла в блоке.

Полученный результат может быть объяснен с использованием сделанного выше предположения о существовании некоего переходного слоя между полимером и металлом, в котором компоненты взаимно диспергированы. При увеличении времени напыления происходит укрупнение кристаллитов за счет кристаллизации дополнительно напыляемого материала. Это приводит к общему росту толщины покрытия за счет в частности укрупнения его кристаллитов, что отражается на уменьшении общей его прочности. При этом вклад от мелкозернистого поверхностного слоя в общую прочность покрытия непрерывно снижается независимо от температуры деформирования полимера-подложки. Важно отметить, что при этом снижается и практически исчезает различие в прочности металлических слоев, определяемых по фрагментации покрытий в результате деформирования полимера подложки выше и ниже его температуры стеклования.

Указанный эффект, видимо, объясняется тем, что в области малых толщин покрытий существенный вклад в общую прочность покрытия вносит полимерная фаза, заполняющая межзеренное пространство в переходном слое полимер -металл. В этом случае физическое состояние полимера имеет важное значение, поскольку этот полимер является по сути неким связующим в этой высокодисперсной двухфазной системе. Чем больше модуль полимерной фазы, тем больше ее вклад в общую прочность покрытия и наоборот.

Для проверки этого предположения были проведены структурные исследования полимерных пленок с покрытиями методом трансмиссионной электронной микроскопии с использованием ультратонких срезов. Типичные результаты такого исследования, представлены на рис. 11.

На этом рисунке представлена электронная микрофотография ультратонкого среза ПЭТФ пленки с нанесенным не ее поверхность слоем золота. Хорошо видно, что золотое покрытие имеет ярко выраженную зернистую структуру, и на поверхности полимера действительно существует некий межфазный слой, в котором полимер и металл образуют высокодисперсную взаимопроникающую смесь.

Рис. 11. ТЭМ-изображение слоя золота толщиной 3 нм, нанесенного на ПЭТФ подложку. Вид в направлении ортогональном к поверхности среза.

Таким образом, была проведена оценка механических свойств металлов в слоях манометрового размера на основании ранее полученных соотношений, связывающих параметры поверхностной структуры с механически характеристиками материала покрытия и подложки. Установлено, что для таких характеристик, как прочность, предел текучести и пластическая деформация металла наблюдается стремительное увеличение приблизительно от 15 нм в сторону меньших толщин. Природа полимера также вносит свой вклад в прочностные характеристики нанесенных покрытий. Изменение физического состояния полимера (переход из каучкоподобного состояния в стеклообразное), сопровождающееся увеличением его модуля на несколько десятичных порядко, сопровождается значительным ростом прочности металлического покрытия, определяемого с помощью формулы (1). Полученный результат свидетельствует о сложно строении металлического покрытия, нанесенного па полимер методом ионно-плазменного напыления. Метод просвечивающей электронной микроскопии подтвебрждает предположение о том, что на границе между полимером и металлом имеется промежуточный слой в котором полимер и металл образуют высокодисперсную взаимопроникающую наносмесь.

В главе 6 приведены примеры использования полимерных пленок с металлическими покрытиями. Прикладные аспекты этих объектов определяются тем обстоятельством, что путем температурно-силовых воздействий на их поверхности легко создавать регулярные микрорельефы микронного уровня. Полимеры с регулярным микрорельефом широко используются, в частности, в оптоэлектронике и устройствах отображения информации. Такие подложки отвечают за управление световыми потоками. Использование микрорельефа в дисплеях и оптоэлектронных устройствах позволяет увеличить их световую эффективность, уменьшить отражение от передней поверхности и усилить визуальный котраст изображения, формировать стереоскопическое изображение без специальных очков. Однако, отмечается, что способы создания таких микрорельефов в настоящее время достаточно дороги и +рудоемки. Поэтому, для многих оптических и оптоэлеюронных приложений актуальной задачей является разработка простого метода формирования периодического или рандомизированного микрорельефа с

управляемыми формой, периодом и глубиной рельефа. Данную проблему и позволяет успешно решить используемый в работе подход.

Отжиг образцов проводился как в свободном их состоянии, так и в изометрических условиях. На рис. 12 представлены электронные микрофотографии поверхности промышленно выпускаемых полипропиленовых (ПП) пленок с алюминиевым покрытием, подвергнутых термической усадке при различных температурах в свободном состоянии.

На рис. 12 (а) Хорошо видно, что на поверхности образца можно обнаружить области, имеющие зародышевые складчатые структуры, расположенные по всей поверхности образца. По мере увеличения температуры отжига рис. 12 (б) складчатые структуры становятся все более четкими, и уже на этой стадии структурообразования можно различить два вида складок. На поверхности хорошо различимы более длинные и высокие складки, в промежутках между которыми находятся более короткие и менее высокие складки. Ширина как коротких, так и более длинных складок примерно одинакова. Увеличение температуры отжига до 145°С приводит к тому, что элементы регулярного микрорельефа становятся лучше выраженными и образуют на поверхности образца единый узор. Покрытие приобретает удивительно красивый регулярный микрорельеф.

Рис. 12. Сканирующие электронные микрофотографии ПП-пленок с тонким алюминиевым покрытием, отожженных в свободном состоянии при 115 (а), 132 (б), 145 (в), 156 (г), 180°С (д).

При дальнейшем увеличении температуры рис. 12 (г) более высокие складки постепенно объединяются друг с другом, образуя замкнутые ячейки. В результате отжига при еще более высоких температурах процесс образования указанных ячеек завершается, что может быть связано с плавлением подложки. На поверхности образца возникает единый узор, состоящий из замкнутых многогранных ячеек, внутри которых располагаются более низкие и короткие складки. Важно отметить, что удаление металла с поверхности пленок позволяет получить оптически

прозрачные полимерные пленки с микрорельефом, которые обладают ценными оптическими свойствами

Подводя итог, следует отметить, что простой метод термостимулируемой усадки двуосно-ориентированных пленок с тонким металлическим покрытием, позволяет получать микрорельеф с контролируемыми параметрами, который сохраняется на поверхности полимера и при удалении металлического слоя, что может найти широкое применение в оптике и микроэлектронике А также существует вполне реальная перспектива осуществления данного процесса в непрерывных условиях, что может значительно облегчить и удешевить получение таких материалов

Выводы

1 Изучено влияние природы полимера-подложки и его физического состояния на характер поверхностного структурообразования в тонком металлическом покрытии при одноосном растяжении

2 Показано, что независимо от природы полимера-подложки и его физического состояния фрагментация покрытия осуществляется преимущественно по механизму «деления каждого фрагмента на две равные части»

3 На основании полученных ранее соотношений связывающих параметры микрорельефа с механическими характеристиками материала покрытия и подложки проведена оценка прочности и предела текучести благородных металлов в интервале толщин от 30 до 3 нм Показано, что в области толщин ~15 нм начинается стремительный рост прочности обоих благородных металлов с уменьшением их толщины, превышающий более чем в 10 раз их прочность в блоке

4 Полагают, обнаруженное явление связано с уменьшением размеров зерна металла в нанослоях, а также с существованием переходного слоя, в котором наночастицы металла перемешаны с тонкими полимерными прослойками

5 Обнаружено, что в области нанотолщин (15-Знм) имеет место резкое (в 2-5 раз) увеличение пластической деформации обоих металлов, величина которого зависит от физического состояния полимера-подложки А также предложен механизм наблюдаемого явления, согласно которому увеличение пластической деформации в области малых толщин металлов связано с их межзеренным скольжением в нанослоях, переходного слоя, в котором наночастицы металла перемешаны с тонкими полимерными прослойками

6 Показано, что простой метод отжига промышленных двуосно-ориентированных пленок с металлическим покрытием приводит к возникновению регулярного микрорельефа, период которого контролируется условиями отжига, причем полученный таким образом микрорельеф сохраняется на поверхности полимера и при удалении металлического слоя

Основные результаты работы изложениы в следующих публикациях: 1 Л.М. Ярышева, Д.А. Панчук, C.B. Моисеева, О.В. Лебедева, A.B. Большакова, A.JI. Волынский, Н.Ф. Бакеев. Механизм разрушения металлического покрытия при одноосном растяжении полимера-подложки

ниже его температуры стеклования. // Высокомоекулярные соединения, 2006, А., Т.48, №6, С. 970-976. (0.4 п.л., авторский вклад-20%).

2 A.JI. Волынский, С.В. Моисеева, А.И. Дементрьев, Д.А. Панчук, О.В. Лебедева, Л.М. Ярышева, Н.Ф. Бакеев. О структуре и свойствах межфазного слоя полимер-металлическое покрытие.// Высокомолекулярные соединения, 2006, А., Т.7, С. 1125-1134. (0.6 п.л., авторский вклад-20%)

3 A.JI. Волынский, Л.М. Ярышева С.В. Моисеева, С.Л. Баженов, Н.Ф. Бакеев. Новый подход к оценке механических свойств твердых тел экстремально малых и экстремально больших размеров.// Российский химический журнал, 2006, Т. L, №5, С. 126-133. (0.5 п.л., авторский вклад-25%)

4 Член-корреспондент РАН А.Л.Волынский, С.В.Моисеева, Л.М.Ярышева, академик РАН Н.Ф.Бакеев. Об оценке прочности твердых тел в слоях нанометрового диапазона.// Доклады Российской Академии Наук, 2006, Т.409, №1, С. 64-65. (0.1 п.л., авторский вклад-25%)

5 С В Моисеева, Е В Лабадзе, Н Г Ярышев, А И Дементьев Исследование структуры и сорбционных свойств кристаллических полимеров, деформированных в жидких средах // Научные труды Московского педагогического государственного университета Серия Естественные науки 2005 С 356-360 (0 3 п л, авторский вклад 25%)

6 ЕВ Лабадзе, С В. Моисеева, НГ Ярышев, А И Дементьев, Л М Ярышева, А Л Волынский Исследование структуры и сорбционных свойств поливинилхлорида, деформированного в адсорбционно-активных жидких средах // Физика-химия полимеров, синтез, свойства и применение Выпуск 11, Тверь, 2005, С 58-62 (0 3 п л , авторский вклад- 20%)

7 С В Моисеева, А И Дементьев, Д А Панчук, Л М Ярышева, А В Большакова, АЛ Волынский Исследование механизма фрагментации тонкого золотого покрытия на полиэтилентерефталатной подложке ниже температуры стеклования // Физика-химия полимеров, синтез, свойства и применение Выпуск 12, Тверь, 2006, С 61-65 (0 3 п л, авторский вклад-25%)

8 S V Moiseeva, D A Panchuk, A.V Bol'shakova, L М Yarysheva, AI Dement'ev, A L Volynsku, N F Bakeev Mechanism of Fracture of Metallic Coating under Unixial Stretching of Polymer Support at Temperatures below Glass Transition Temperature // International Journal of Polymer Analysis and Characterization, 2007, Vol 12, Issue 1, PP 87-93 (0 4 п л, авторский вклад-20%)

9 С В Моисеева, А А Тунян, Н Г Ярышев, Л М Ярышева, А В, Большакова, A JI Волынский, Н Ф Бакеев Влияние отжига на формирование микрорельефа на поверхности полипропиленовых пленок с тонким алюминиевым покрытием. // Физика-химия полимеров, синтез, свойства и применение Выпуск 13, Тверь, 2007, с 31-34 (0 1 п л, авторский вклад-30%)

10 SV Moiseeva, DA Panchuk, AV Bol'shakova, LM. Yarysheva, AI Dement'ev, A L Volynsku, N F Bakeev Mechanism of Fracture of Metallic Coating under Umxial Stretching of Polymer Support at Temperatures below Glass Transition Temperature // Abstracts, 2006 Prague meetings on macromolecules "Structure and dynamics of self-organized macromolecular systems", PC 32, P 97 (0 1 п л, авторский вклад-25%)

U DA Panchuk, SV Moiseeva, LM Yarysheva , AI Dement'ev, AV Bol'shakova, A L. Volynskii, N.F Bakeev Specific Features of Fracture of Metallic Coating under Tensile Drawing of Polymer Support at Temperatures below Glass

Transition Temperature // Polymerwerkstoffe 2006 Abstracts, Halle/Saale, 27-29 September 2006, P 188 (0 1 п л , авторский вклад-15%)

12 С В Моисеева, ДА Панчук, А И Дементьев, JIM Ярышева, А В Большакова, A JI Волынский, Н Ф Бакеев. Оценка механических свойств тонкого металлического покрытия на полимерной подложке // Четвертая всероссийская Каргинская конференция «Наука о полимерах 21-му веку», 2007, Т 3, С 178 (0 1 п л , авторский вклад-25%)

13 SV Moiseeva, DA Panchuk, AV Bol'shakova, LM Yarysheva, AI Dement'ev, AL Volynskn*, NF Bakeev Features of Deformation of Thin Metallic Coating on Polymer Substrate under Uniaxial Stretching // Trends m Nanoscience 2007, February 24-28, 2007, Kloster Irsee, Germany, P-5 (0 1 п л , авторский вклад-25%)

14 С В Моисеева, ДА Панчук, А И, Дементьев, JIM Ярышева, А В Большакова, A JI Волынский, Н Ф Бакеев Использование сканирующей и атомно-силовой электронной микроскопии для оценки структурно-механических особенностей тонкого металлического покрытия на полимерной подложке// XV Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЭМ-2007) С 180 (0 1 п л , авторский вклад-

15 ДА Панчук, С С Абрамчук, JIM Ярышева, С В Моисеева, АЛ Волынский, Н Ф Бакеев Электронно-микроскопическое исследование структуры слоев золота, нанесенных на полимерную подложку // XV Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЭМ-2007) С 186 (0 1 п л , авторский вклад-15%).

25%)

Подл к печ 01 10 2007 Объем 1.25 п л Заказ № 93 Тир 100 экз Типография МПГУ

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Моисеева, Светлана Владимировна

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Структурно-механические аспекты деформации систем «твердое покрытие на податливом основании».

1.1.1. Особенности разрушения твердого покрытия при деформировании полимера-подложки.

1.1.2. Механизм разрушения металлического покрытия на полимере-подложке.

1.1.3. Количественное описание механизма фрагментации металлического покрытия.

1.1.4. Механизм возникновения регулярного микрорельефа.

1.2. Основные методы изучения механических свойств тонких пленок.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методы исследования.

Глава 3. Особенности фрагментации тонкого металлического покрытия при одноосном растяжении полимера-подложки.

3.1. Влияние природы природы полимера и его физического состояния на особенности особенности поверхностного структурообразования при деформировании полимерных пленок с металлическим покрытием.

3.2. Особенности распределения фрагментов разрушения и его эволюции в процессе деформации полимерных пленок с металлическим покрытием.

Глава 4. Исследование основных условий, определяющих фрагментацию и формирование микрорельефа, возникающего при деформировании полимерных пленок с тонким металлическим покрытием.

4.1 Влияние толщины покрытия и природы металла на параметры образующегося микрорельефа.

4.2 Влияние скорости растяжения ПЭТФ пленок с тонким золотым покрытием на формирование микрорельефа.

4.3. Влияние природы полимерной подложки на средний размер фрагментов золотого покрытия при деформировании ПЭТФ-подложки.

Глава 5. Изучение механических свойств металлических покрытий в слоях нанометровой толщины.

5.1 Оценка прочности металла в нанометровых слоях.

5.2 Пластическая деформация тонкого металлического покрытия.

5.3 Влияние природы и физического состояния подложки на деформационно-прочностные характеристики металлических покрытий.

Глава 6. Прикладные аспекты методики нанесения металлических покрытий на полимерные пленки.

6.1 Применение подложек с различными микрорельефами поверхности в оптоэлектронике и устройствах отображения информации.

6.2. Температурно-силовые воздействия на полимерные пленки с металлическим покрытием, как метод создания пленок с регулярным микрорельефом.

6.2.1.Влияние отжига на формирование микрорельефа на поверхности полипропиленовых пленок с тонким алюминиевым покрытием.

6.2.2. Особенности возникновения и формирования микрорельефа и фрагментации покрытия при растяжении предварительно отожженных пленок ПП с тонким алюминиевым покрытием.

Выводы.

 
Введение диссертация по химии, на тему "Новый метод оценки деформационно-прочностных свойств металлов в слоях нанометрового диапазона"

В последние годы происходит бурное развитие научных направлений, связанных с изучением свойств вещества, измельченного до наноразмера. Положение с этими исследованиями можно охарактеризовать как настоящий нанотехнологический бум. В работы по наноматериалам вовлечены ученые многих стран. Многочисленные достижения в этой области свидетельствуют о том, что переход от микро- к наноразмерам приводит к появлению качественных изменений в физических, механических и физико-химических свойствах материалов. В связи с этим несомненную актуальность приобретает развитие методов исследования, способных дать достоверную информацию о свойствах нановещества. Несмотря на исключительную важность сведений о свойствах вещества в наносостоянии, проблема их оценки пока далека от своего решения. В частности, сведения о деформационно-прочностных свойствах твердого тела, имеющего размеры единицы-десятки нанометров, практически отсутствуют, что объяснятся в первую очередь экспериментальными трудностями изучения образцов столь малого размера. В связи с тем, что исследование таких объектов представляет собой весьма сложную задачу, требуется разработка новых экспериментальных подходов. Для практического решения этой задачи в данной работе предложен новый подход, основанный на изучении процесса деформации материалов, состоящих из гибкой полимерной подложки и более жесткого (металлического) слоя нанометровой толщины.

Необходимо отметить, что такие системы находят широкое применение. В частности, металлизированные полимерные пленки используются в микроэлектронике [1, 2], алюминиевое покрытие, полученное методом осаждения из паровой фазы и обеспечивающее очень гладкую поверхность, имеет высочайшую оптическую отражательную способность [3], полимеры, имеющие БЮг-покрытие, являются эффективными кислородоизолирующими материалами в пищевой и фармацевтической промышленности [4].

Системы, построенные по принципу «твердое покрытие на податливом основании» чрезвычайно широко распространены в окружающем нас мире. К таким системам относятся разнообразные плоды (в частности, фрукты и овощи), тела животных и человека и даже Земля. Полимерные пленки с тонким жестким покрытием являются хорошими модельными системами для изучения общих закономерностей деформирования таких материалов.

Ранее было показано [5-8], что деформирование систем, состоящих из гибкой полимерной подложки и жесткого покрытия, сопровождается рядом явлений общего характера, а именно образованием поверхностного рельефа и фрагментацией покрытия. Также была установлена взаимосвязь параметров структуры поверхностного слоя с механическими свойствами подложки и покрытия [9-12]. Подход по оценке механических свойств твердых тел в нанослоях, предложенный в данной работе, основан на изучении фрагментации и рельефообразования, происходящего при деформировании полимеров с тонким металлическим покрытием.

В связи с этим, целью данной работы явилась разработка нового метода определения деформационно-прочностных свойств твердых тел (в частности, благородных металлов) в слоях нанометрового диапазона на основании изучения общих структурно-механических закономерностей поведения систем «полимер-тонкое покрытие» в процессе деформирования. Предстояло также оценить универсальность использования предлагаемого метода в зависимости от природы и физического состояния полимера-подложки.

 
Заключение диссертации по теме "Неорганическая химия"

выводы

1. Изучено влияние природы полимера-подложки и его физического состояния на характер поверхностного структурообразования в тонком металлическом покрытии при одноосном растяжении.

2. Показано, что независимо от природы полимера-подложки и его физического состояния фрагментация покрытия осуществляется преимущественно по механизму «деления каждого фрагмента на две равные части».

3. На основании полученных ранее соотношений связывающих параметры микрорельефа с механическими характеристиками материала покрытия и подложки проведена оценка прочности и предела текучести благородных металлов в интервале толщин от 30 до 3 нм. Показано, что в области толщин -15 нм начинается стремительный рост прочности обоих благородных металлов с уменьшением их толщиныц, превышающий более чем в 10 раз их прочность в блоке.

4. Полагают, обнаруженное явление связано с уменьшением размеров зерна металла в нанослоях, а также с существование переходного слоя, в котором наночастицы металла перемешаны с тонкими полимерными прослойками.

5. Обнаружено, что в области нанотолщин (15-Знм) имеет место резкое (в 2-5 раз) увеличение пластической деформации обоих металлов, величина которого зависит от физического состояния полимера-подложки. А также предложен механизм наблюдаемого явления, согласно которому увеличение пластической деформации в области малых толщин металлов связано с их межзеренным скольжением в нанослоях, переходного слоя, в котором наночастицы металла перемешаны с тонкими полимерными прослойками.

6. Показано, что простой метод отжига промышленных двуосно-ориентированных пленок с металлическим покрытием, приводит к возникновению регулярного микрорельефа, период которого контролируется условиями отжига, причем полученный таким образом микрорельеф сохраняется на поверхности полимера и при удалении металлического слоя.

 
Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Моисеева, Светлана Владимировна, Москва

1. Suo Z., Vlassak J., Wagner S. Micromechanics of macroelectronics. // China particuology. 2005. V. 3. № 6. P. 321.

2. Беляев B.B. Применение подложек с различными микрорельефами поверхности в оптоэлектронике и устройствах отображения информации. // Оптический журнал. 2005. Т. 72. № 9. С. 79.

3. Алюминий: свойства и физическое металловедение. Под ред. Дж. Е. Хэтча, перев. С англ. М.: Металлургия. 1989. С. 23.

4. Felts J. Т. Transparent gas barrier technologies. // J. Plast. Film. Sheet. 1993. V. 9. P. 139.

5. Волынский A.JI., Чернов И.В., Бакеев Н.Ф. Явление возникновения регулярного микрорельефа при деформировании полимеров, имеющих твердое покрытие. // ДАН. 1997. Т.355. № 4. с.491.

6. Баженов С.Л., Чернов И.В., Волынский А.Л., Бакеев Н.Ф. О механизме возникновения регулярного микрорельефа при деформировании полимеров, имеющих жесткое покрытие. // Докл. РАН. 1997. Т.356. № 1.С. 54.

7. Волынский А.Л., Баженов С.Л., Лебедева О.В., Яминский И.В., Озерин А.Н., Бакеев Н.Ф. Явление потери устойчивости жесткого покрытия при деформировании полимера-подложки. // Высокомолек. соед. А. 1997. Т. 39. № п. с. 1805.

8. Volynskii A.L., Bazhenov S.L., Lebedeva O.V., Bakeev N.F. Mechanical buckling instability of thin coatings deposited on soft polymer substrates. // J. Mater. Sci. 2000. V. 35. P. 547.

9. Волынский А.Л., Воронина E.E., Лебедева O.B., Яминский И.В., Баженов С.Л., Бакеев Н.Ф. Зарождение и развитие регулярного микрорельефа при деформировании полимера с метелическим покрытием. // Высокомолек. соед. А. 1999. Т. 41., №10. С. 1627.

10. Волынский A.JI., Воронина Е.Е., Лебедева О.В,.Яминский И.В., Баженов С.Л., Бакеев Н.Ф. О механизме фрагментации металлического покрытия при деформировании полимера-подложки. // Высокомолек. соед. А. 2000. Т.42. №2. С.262.

11. A.L.Volynskii, S.Bazhenov, O.V.Lebedeva, A.N.Ozerin, N.F.Bakeev. Multiple cracking of rigid platinum film covering polymer substrate. // J. Appl. Polymer Sci. 1999. V. 72. P. 1267.

12. Bazenov S., Volynskii A., Aleksandrov V., Bakeev N. Two mechanisms of the fragmentation of thin coatings on rubber substrates. // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2002. V. 40. № 1. P. 10.

13. Ho P.S. Chemistry and adhesion of metal/polymer interfaces // J. Appl. Surf. Sci. 1989. V. 41/42. P. 559.

14. Ho P.S., Haight R., Wight R.S., Fapuel F. Fundamental of adhesion. New York: Plenum Press. 1991.

15. Leterrier Y., Boogh L., Anderson J., Manson J.-A.E. Adhesion of Silicon Oxide Layers on Poly(ethyleneterephthalate). 1: Effect of Substrate Propereties on Coating's Fragmentation Process. // J. Polym. Sci. B. Phys. 1997. V. 35. №9. P.1449.

16. Leterrier Y., Boogh L., Anderson J., Manson J.-A. E. Adhesion of Silicon Oxide Layers on Poly(ethyleneterephthalate). 2: Effect of Coating Thickness on Adhesive and Cohesive Strengths.// J. Polym. Sci. B. Phys. 1997. V. 35. № 9. P. 1463.

17. Баженов С.Л., Чернов И.В., Волынский А.Л., Бакеев Н.Ф. Растрескивание тонкого покрытия при растяжении полимера-подложки. //Докл. РАН. 1997. Т.356. №2. С. 199.

18. Волынский А.Л., Баженов С.Л., Лебедева О.В. и др. Явление потери устойчивости жесткого покрытия при деформировании полимера-подложки. // Высокомолек. соед. А. 1997. Т.39. № 11. С. 1805.

19. Волынский A.J1., Гроховская Т.Е., Большакова А.В., Кулебякина А.И., Бакеев Н.Ф. Структурные особенности деформации полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии. // Высокомолек. соед. А. 2004. Т. 46. №8. С.1332.

20. Волынский A.J1., Хэ Цзянпин, Баженов C.JL, Ярышева J1.M., Бакеев Н.Ф. Эволюция распределения по размерам фрагментов разрушения металлического покрытия при растяжении паолиэтилентерефталатной подложки. // Высокомолек.соед.А. 2005. Т.47. №5. С. 747

21. Хэ Цзянпин. Дис. канд. хим. наук. М.: МГУ. 2000

22. Kelly A., Tyson W.R. Tensile properties of fibre reinforced metals:, copper/tungsten and copper molybdenum. // J. Mech. Phys. Sol. 1965. V. 13. №2. P. 329.

23. Волынский A.Jl., Лебедева O.B., Баженов С.Л., Бакеев Н.Ф. Влияние физического состояния аморфного полиэтилентерефталата на механизм разрушения тонкого металлического покрытия. // Высокомолек. соед. А. 2001. Т. 43. № 9. С. 1488.

24. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т. 2. Физика сплошных сред. М.: Мир, 1966.

25. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т. 2. Физика сплошных сред. М.: Наука, 1983.

26. Biot М.А. Theory of a continuum under initial stress. // Quart. Appl. Math. 1959. V. 17. № 1231. P. 722.

27. Качанов Л.М.// Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. С.420.

28. Arzt Е. Size effects in materials due to microatructural and dimensional constraints: a comparative review. // Acta mater., 1998. V. 46. P. 5611.

29. Heinen D., Bohn H.G., Schilling W. On the mechanical strength of freestanding and substrate-bonded A1 thin films. // J. Appl. Phys., 1995, V. 77. P. 3742.

30. Read D.T. Young's modulus of thin films by speckle interferometry. // Meas. Sci. Technol., 1998, V. 9. P. 676.

31. Hall E.O. The Deformation and Ageing of Mild Steel: III Discussion of Results. //Proc. Phys. Soc. London. 1951. B64. P. 747.

32. Petch N.J. The cleavage strength of polycrystals. // J. Iron Steel Inst. 1953. V. 174. P.25

33. Armstrong R., Codd I. Douthwaite R.M. The plastic deformation of poly crystal line aggregates. //Phil. Mag. 1962. V. 7. P.45.

34. Nix. W.D. Mechanical Properties of Thin Films. // Metall. Trans. A. 1989. 20a. P. 2217.

35. Misra A., Verdier M., Lu Y.C., Kung H., Mitchell Т.Е., Nastasi M., Embury J.D. Structure and mechanical properties of Cu-X (X = Nb,Cr,Ni) nanolayered composites. // Scripta mater. 1998. 39. P. 555.

36. Baral D., Ketterson J.B., Hilliard J.E. Mechanical properties of composition modulated Cu-Ni foils. //J. Appl. Phys. 1985. V. 57. Р.Ю76.

37. Ruud J.A., Josell D., Spaepen F., Greer A.L. A new method for tensile testing of thin films. // J. Mater. Res. 1993. V. 8. P.l 12

38. Sharpe Jr. W.N. Applications of the interferometric strain/displacement gage. // Opt. Engng. 1982. V. 21. P. 483.

39. Xiang Y., Chen X., Tsui T.Y., Jang J.-I., Vlassak J.J. Mechanical properties of porous and Fully dence low-k dielectric thin films measured by means of nanoindentation and the plane strain bulge test technique. // J. Mater. Res. 2006. V. 21. P. 386.

40. Yong Xaing, Xi Chen, Joost J. Vlassak The Mechanical properties of electroplated Cu thin films measured by means of the bulge test technique. // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2002, V.695. L4.9.1.

41. Vlassak J.J., Nix W.D. A new bulge test technique for thedetermination of Young's modulus and Poisson's ratio of thin films. // J. Mater. Res. 1992. V. 7. P. 3242.

42. Dejun Ma, Kewei Xu, Jiawen He, Jian Lu. Evaluation of the mechanical properties of thin metal films. // Surface and Coatings Technology. 1999. №116-119, P. 128.

43. Son D., Jeong J.-H., Kwon D. Film-thickness considerations in microcantilever-beam test in measuring mechanical properties of metal thin film. // Thin Solid Films. 2003. 437. P. 182.

44. Badawi K.F., Villian P., Goudeau Ph., Renault P.-O. Measuring thin film and multilayer elastic constants by coupling in situ tensile testing with x-ray diffraction. // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 80. № 25. P. 4705.

45. Huang H. and Spaepen F. Tensile testing of free-standing Cu, Ag and A1 thin films and Ag/Cu multilayers. // Acta mater. 2000. V. 48. P. 3261.

46. Lee H.-J., Zhang P., Bravman J.C. Tensile failure by grain thinning in micromachined aluminum thin films. // J. Appl. Phys. 2003. V. 93. №3. P. 1443.

47. Volynskii A.A., Vella J., Adhihetty I.S., Sarihan V., Mercado L., Yeung B.H., Gerberich W.W. Microstructure and mechanical properties of electroplated Cu thin films. //Mat. Res. Soc. Symp. Vol. 649. 2001. Q5.3.1.

48. G. Simmons, H. Wang. // Single crystal elastic constants and calculated aggregate properties: a handbook, MIT Press: Cambridge. 1971.

49. Волынский A.JI., Баженов C.JI., Бакеев Н.Ф. Структурно- механические аспекты деформации систем "твердое покрытие на податливом основании". // Рос. хим. ж. (журн. рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 1998. Т. 42. С. 57.

50. Воронина Е.Е., Яминский И.В., Волынский А.Л., Бакеев Н.Ф. Явление ориентации жидкого кристалла на полиэтилентерефталатных подложках, имеющих регулярные микроструктуры. // Докл. РАН. 1999. Т. 365. №2. С. 206.

51. Ярышева Л.М., Панчук Д.А., Большакова А.В., Волынский А.Л., Бакеев Н.Ф. Особенности фрагментации металлического покрытия приодноостном растяжении полимера-подложки ниже его температуры стеклования. // Высокомолек.соед. А. 2005. Т. 47. № 9. С. 1652.

52. Перцин А.И., Пашунин Ю.М. Ионное распыление золота на поверхность полимеров. //Высокомолек. Соед. Б. 1996. Т. 38. №5. С. 919.

53. Воронина Е.Е. Дисс.канд.хим. наук. М: МГУ, 2003.

54. Сергеев Г.Б. Нанохимия, Москва, Издательство МГУ, 2003, С.287.

55. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах, М. Химия, 2000, 672 с.

56. Волынский A.J1. Удивительные свойства упаковочной пленки. // Природа. 2005. №5. С. 67.

57. Волынский А.Л., Бакеев Структурная самоорганизация аморфных полимеров. Москва. Физматлит. 2005.

58. Charles D. Hodgman M.S. Handbook of chemistry and physics. Part 2 U.S.A. 1955. P. 1982.

59. Нарисава И. Прочность полимерных материалов. М.: Химия. 1987.

60. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат, 1972. 600 с.

61. Миркин Л.И. Физические основы прочности и пластичности. (Введение в теорию дислокаций). М.: Моск. Ун-т. 1968. С.538.

62. Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир. 1967. С. 644.

63. Лякишев Н.П., Алымов М.И. Наноматериалы конструкционного назначения. // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1. №1,2. С. 71.

64. Кайбышев О.А., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, измельчение структуры и обработка труднодеформируемых сплавов. М.: Наука. 2002.

65. Zhilyaev А.Р., Lee S., Nurislamova G.V., Valiev R.Z. and Langdon T.G. Microhardness and microstructural evolution in pure nickel during high-pressure torsion. // Scr. Mater. 2001. 44. P. 2753.

66. Siegel P.W., Fougere G.E. Mechanical properties of nanophase metals. // Nanostr. Mat. 1995. V. 6. № M. p. 205.

67. Александров И.В., Кильмаметов A.P., Валиев Р.З. Рентгеноструктурные исследования ультрамелкозернистых металлов, полученных равноканальным угловым прессованием. // Металлы. 2004. Т. 1.С. 63.

68. Волынский А.Л., Воронина Е.Е., Лебедева О.В., Озерин А.Н., Бакеев Н.Ф. Пластическая деформация металического покрытия при деформировании полимера-подложки. // Докл. РАН. 1998. Т. 360. С. 205.

69. Koch С.С. Optimization of strength and ductility in nanocrystallinc and ultra-fine grained metals. // Scripta Mater. 2003. 49. P.657.

70. Morris D.G. Mechanical Behaviour of Nanostructured Materials. // Trans. Tech. Publ., Uetikon-Zurich. 1998.

71. Li Т., Suo Z. Deformability of thin metal films on elastomer substrates. // Int. J. Solids and Struct. 2006. V. 43. P. 2351.

72. Xiang Y., Li Т., Suo Z., Vlassak J. High ductility of a metal film adherent on a polymer substrate. // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 87. 161910.

73. Li Т., Suo Z. Ductility of thin metal films on polymer substrates modulated by interfacial adhesion. // Int. J. Solids and Struct. 2007 (in press).

74. Nix W.D. Yielding and strain hardening of thin metal films on substrate. // Scripta Mater. 1998. V. 39. P. 545.

75. Валиев Р.З. Создание наноструктурных металлов и сплавов с уникальными свойствами, используя интенсивные пластические деформации. //Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1. №1,2. С. 208.

76. Valiev R.Z., Alexandrov I.V., Zhu Y.T. and Lowe T.C. Paradox of strength and ductility in metals processed by severe plastic deformation. // J. Mater. Res. 2002. V. 17. P. 5.

77. Valiev R.Z. Nanomaterial advantage. // Nature. 2002. V. 419. P.887.

78. WangY., Chen M., Zhou F. and Ma E. High tensile ductility in a nanostructured metal. // Nature. 2002. 419. P. 912.

79. Wang Y.M., Ma E. Three strategies to achieve uniform tensile deformation in a nanostructured metal. //Acta Mater. 2004. 52. P. 1699.

80. WangY., Chen M., Zhou F. and Ma E. High tensile ductility in a nanostructured metal. // Nature. 2002. V. 419. P. 912.

81. Zhang X., Wang H., Scattergood R.O., Narayan J., Koch C.C., Sergueeva A.V. and Mukherjee A.K. Studies of deformation mechanisms in ultra-finegrained and nanos tructured Zn. //Acta Mater. 2002. 50. P. 4823.

82. Mughrabi H., Kautz M. and Valiev R.Z. Annealing treatments to enhance thermal and mechanical stability of ultrafme-grained metals produced by severe plastic deformation. // Z. Metallkunde. 2003. 94. P. 1079.

83. Park Y.S., Chung K.H., Kim N.J. and Lavernia E.J. Microstructural investigation of nanocrystalline bulk AI-Mg alloy fabricated by cryomilling and extrusion. // Mater.Sci. Eng. A 2004. 374. P. 211.

84. Валиев P.3., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. // Логос, М.: 2000. 272 с.

85. Valiev R.Z., Sergueeva A.V. and Mukherjee A.K. The effect of annealing on tensile deformation behaviour of nanostructured SPD titanium. // Scripta Mater. 2003.49. P.669.

86. Кайбышев О.А. Пластичность и сверхпластичность металлов. // М., «Металлургия», 1975. 279 с.

87. Nie Т.О., Wadsworth J. and Sherby O.D. Superplasticity in Metals and Ceramics. // Cambridge Univ. Press, Cambridge. 1997.

88. Schiotz J., Jacobsen K.W. A maximum in the strength of nanocrystalline copper. // Science 2003. 301. P.l357.

89. Yamakov V, Wolf D., Phillpot S.R., Mukherjee A.K. and Gleiter H. Dislocation processes in the deformation of nanocrystalline aluminium by moleculardynamics simulation. //Nature Mater. 2002.1. P.45.

90. Budrovic Z., Van Swygenhoven H., Derlet P.M., Van Petegem P. and Schmitt B. Plastic deformation with reversible peak broadening in nanocrystalline nickel. // Science 2004. 304. P.273.

91. Van Swygenhoven H., Derlet P.M. and Froseth A.G. Stacking fault energies and slip in nanocrystalline metals. // Nature Mater. 2004. 3. P.399.

92. Гуткин M. Ю., Овидько И.А. Дефекты и механизмы пластичности в наноструктурных и некристаллических материалах. // СПб.: Янус. 2001.180 с.

93. Kolobov Yu.R. et al. Grain boundary diffusion characteristics of nanostructured nickel. // Scripta Mater. 2001.44. P.873.

94. Колобов Ю.Р., Валиев P.3., Грабовецкая Г.П., и др. Зернограничная диффузия и свойства зернограничных материалов. // Новосибирск: Наука, 2001. 232 с.

95. McFadden S.X., Mishra R.S., Valiev R.Z., Zhilyaev A.P. and Mukherjee A.K. Lowtemperature superpiasticity in nanostructured nickel and metal alloys. // Nature 1999. V. 398. P. 684.

96. Ruslan Z. Valiev, Yuri Estrin, Zenji Horita, Terence G. Langdon, Michael J. Zehetbauer, and Yuntian T. Zhu. Producing Bulk Ultrafine-Grained Materials by Severe Plastic Deformation. // JOM. 2006. №4. P.33.

97. Kornura S., Furukawa M., HoritaZ., Nemoto M., Langdon T.G. Optimizing the procedure of equal-channel angular pressing for maximum superplasticity // Mat. Sci. Eng., 2001, A. V. 297, № 1-2. P. 111.

98. Helmann A., Hamann C. // Prog. Colloid Polym. Sci. 1991. V. 85. P. 102.

99. Svorchik V., Efimenko K., Rubka V., Hnatowicz V. Ga penetration into polymers. // J. Appl. Phys. A. 1999. V. 68. P. 357.

100. Gollier P.A., Bertrand P. Metal-polymer interface formationA doffusion and clustering of copper in PET. // Vide. Couches Minces. 1994. V. 50. №272. P. 99.

101. Волынский A.JI., Лебедева O.B., Баженов С.Л., Бакеев Н.Ф. Особенности структурообразования в системе полимер-жесткое покрытие при деформировании в жидких средах. // Высокомолек.соед. А. 2000. Т. 42. № 4. С. 658.

102. Forrest J.A., Dalnoki-Veress К. The glass transition in thin polymer films. // Adv. Colloid and Interface Sci .2001. V. 94. P. 167.

103. Forrest J.A. A decade of dynamics in thin films of polystyrene: Where are we now? // Eur. Phys. J. E. 2002. V. 8. №2. P. 261.

104. Kajiyama Т., Tanaka К., Satomi N., Takahara A. Surface glass transition temperatures of monodisperse polystyrene films by scanning force microscopy. // Sci. and Technol. Advanc. Mater. 2000. V. 1. P. 31.

105. Svorcik V., Rubka V., Maryska M., SpirkovaM., Zehentner J., Hnatowicz V. Microscopic study of ultra-thin gold layers on polyethyleneterephthalate. //Eur. Polym. J. 2004. A. V. 40. № 1. P. 211.

106. Svorcik V., Slepicka P., Svorcikova J., Spirkova M., Zehentner J., Hnatowicz V. Characterization of evaporated and sputtered thin Au layers on polyethylene tereftalate). // J. Appl. Polym. Sci. 2006. V. 99. P. 1698.

107. Томилин М.Г. Информационные дисплеи на жидких кристаллах. // Оптический журнал. 1998. Т. 65. № 7. С. 64.

108. Беляев В.В. // Оптический журнал. 1999. Т. 66. № 7. С. 64.

109. Uchida Т. Advanced reflective LCDs. // Proc. 2nd Int.Display Manufacturing Conf. Seoul, 2002. P. 11.

110. Ide Т., Numata H., Mizuta H., Taira Y., Suzuki M., Noguchi M., Katsu Y. Moire-free collimating light guide withlow-discrepancy dot patterns // SID'02 Digest. 2002. P. 1232.

111. Clabburn R.J.T., Fairhurst A.M., Konishi F. Improved reflectors for ambient lit hand held displays. // Proc. Int. Display Workshop, Kobe, 1999. P. 339.

112. Funamoto Т., Yokoyama O., Miyashita S., Shimoda T. A front-lighting system utilizing a thin light guide. // Proc. of the 18th Int. Display Research Conf. Asia Display'98. Seoul, 1998. P. 897.

113. Sekiguchi H., Honda M., Oda К. Ultra high contrast screens. // Proc. Int. Display Workshop. Kobe, 1999. P. 323.

114. Putilin A., Lukianitsa A., Kanashin K. Stereodisplay with neural network image processing. // Proc. SPIE. 2000. V. 4511. P. 250.

115. Takahashi K., Takano S. High-density LED array with side-wall wiring. // Proc. Int. Display Workshop. Kobe, 1999. P. 837.

116. Example of elements developed at INO // Promotional materials of the INO Corporation. 2000.

117. Foley M. Technical advances in microstructures plastic optics for display applications. // SID'99 Digest. 1999. P. 321.

118. Microstructures surfaces // Promotional materials of the Reed Precision Microstructures corporation. 2000.

119. New holographic LEDs work // The promotional materials of the Physical Optics Corporation. 2000.

120. Bryan-Brown G.P., Wood E.L., Jones J.C. // Proc. Asia Display'98. Seoul, 1998. P. 1051.

121. Аэро Э.Л. Двулучепреломление нематических жидких кристаллов вблизи дефектов поверхности. // Опт. и спектр. 1986. Т. 60. С. 347.

122. Аэро Э.Л. Двумерная ориентация деформаций нематических жидких кристаллов в неоднородном электрическом поле, порожденном поверхностями с электрическим рельефом. // Кристаллография. 1995. Т. 40. С. 889.

123. Цой В.И., Тарасишин А.А., Беляев В.В., Трофимов С.М. Новый метод расчета оптических характеристик дифракционных элементов из оптически анизотропных материалов. // Оптический журнал. 2003. Т. 70. № 7. С. 18.

124. Цой В.И. // Опт. и спектр. 2003. Т. 94. № 3. С. 607.

125. Беляев B.B., Цой В.И., Кушнир E.M., Клыков А.В. Численное моделирование дифракции света на периодических анизотропных решетках с поверхностным прямоугольным микрорельефом. // Оптический журнал. 2005. Т. 72. № 9. С. 86.

126. Wenz R.P., Gardner T.J. Development of microribbed plastic LCDs. // Conf. Records of the 1997 IDRC. Toronto, 1997. P. M-107.

127. Ban B.S., Kim Y.B. A study on surface energy and pretilt angle of rubbed polyimide surfaces. // Proc. 18th IDRC, Asia Display' 98. Seoul, 1998. P. 807.

128. Sato M., Tanaka Т., Seki H., Ishiyama M. Fine structure of microgrooves for the display system ruled by ruling system. // Proc. Int. Liquid Crystal Conf. Sendai, 2000. 24D-1-P. P. 120.

129. Yamada F., Hellermark C., Taira Y. A development of diamond cutting and 2P replication process for direct view LCDs. // Proc. 1st Int. Display Manufacturing Conf. Seoul, 2000. P. 261.

130. Wen В., Mahajan M., Rosenblatt C. Atomic-force microscopy for creation of microrelief structure for liquid crystal alignment. // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 76. P. 1240.

131. Ishiyama M., Tanaka Т., Sato M., Uchida Т., Seki H. Molecular alignment of liquid crystal on microgroove surface. // Proc. Int. Liquid Crystal Conf. Sendai, 2000. 26D-52-P. P. 475.

132. Park J., Lee J., Kim J., Lee S. Vertically-aligned LCD with wide-viewing axial symmetry using surface relief gratings on polymer. // Proc. Int. Liquid Crystal Conf. Sendai, 2000. 24D-8-P. P. 125

133. Hl.Nagata Т., Matsui Т., Ozaki M., Kajzan F., Yoshino K. Molecular alignment of liquid crystals on surface relief grating optically formed on containingazobenzene in side chains. // Proc. Int. Liquid Crystal Conf. Sendai, 2000. 27D-35-P. P. 621.

134. Волынский A.JI., Гроховская Т.Е., Сембаева Р.Х., Баженов С.Л., Бакеев Н.Ф. Явление потери устойчивости твердого покрытия в условиях плоскостного сжатия полимера-подложки. // Докл. РАН. 1998. Т. 363. №4. С. 500.

135. Волынский А.Л., Гроховская Т.Е., Сембаева Р.Х., Баженов С.Л., Бакеев Н.Ф. Особенности потери устойчивости твердого покрытия в условиях плоскостного сжатия полимера-подложки. // Высокомолек. соед. 2001. Т43. №2. С. 239.

136. Lacour S.P., Chan D., Wagner S., Li T. and Suo Z. Mechanisms of reversible stretchability of thin metal films on elastomeric substrates. // Appl. Phys. Lett., 2006, 88, P. 204103.

137. Li Т., Hyang Z.Y., Xi Z.C., Lacour S.P., Wagner S., Suo Z. Delocalizing strain in a thin metal film on a polymer substrate//Mechanics of Materials, 2005, 37, P. 261.

138. Watanabe M., Shirai H., Hirai T. Wrinkled Polypyrrole Electrode for Electroactive Polymer Actuators. // J. Appl. Phys. 2002. V 92. № 8, P. 4631.

139. Lacour S. P., Wagner S., Huang Z., Suo Z. Stretchable gold conductors on elastomeric substrates. // Appl. Phys. Letters, 2003, V. 82, № 15, P. 2404.

140. Jones J., Lacoure S.P., Wagner S., Suo Z. Stretchable wavy metal interconnects. // J. Vac. Sci. Technol. A 2004. V. 22 №4, P. 1723.1. Благодарности.

141. Автор выражает искреннюю благодарность кандидату химических наук Ярышевой Ларисе Михайловне за ценные идеи, полезные рекомендации, содержательные дискуссии и поддержку.

142. Автор благодарит доктора физ.-мат. наук, профессора С.Л. Баженова за проведенные им теоретические исследования.

143. Автор выражает благодарность А.С. Кечекьяну за проведение динамомерических исследований пленок ПЭТФ и ПС с тонкими металлическими покрытиями.