Korkeaesteisten materiaalien estetekniikka

Sulkumateriaalien sulkuominaisuuksien parantamiseksi käytetään yleisesti seuraavia teknisiä menetelmiä:
1. Monikerroksinen komposiitti
Monikerroksinen komposiitti viittaa prosessiin, jossa yhdistetään kaksi tai useampia kalvoja, joilla on erilaiset sulkuominaisuudet, yhteen tietyn tekniikan avulla. Tällä tavalla, jotta tunkeutuvat molekyylit pääsisivät pakkauksen sisäpuolelle, niiden on läpäistävä useita kalvokerroksia, mikä vastaa läpäisypolun pidentämistä ja sulkukyvyn parantamista.
Tämä menetelmä yhdistää eri kalvojen edut erinomaisen kokonaisvaltaisen komposiittiohutkalvon valmistamiseksi, ja sen prosessi on yksinkertainen.
Tämän menetelmän käyttö ohuiden kalvojen valmistukseen on kuitenkin paksumpaa, kuten kuplia tai halkeilevia ryppyjä, jotka vaikuttavat esteen suorituskykyyn, ja suhteellisen monimutkaiset laitevaatimukset ja korkeammat kustannukset verrattuna muihin luontaisesti korkean sulkumateriaalin käyttöön.
2. Pintapinnoitus
Pintapinnoituksella tarkoitetaan fysikaalisen höyrypinnoitustekniikan (PVD), kemiallisen höyrypinnoituksen (CVD), atomikerrospinnoituksen (ALD), molekyylikerrospinnoituksen (MLD), kerros kerrokselta itsekokoonpanon (LBL) tai magnetronisputterointitekniikan käyttöä. kerrostaa metallioksideja tai -nitridejä polymeeripinnoille, jolloin muodostuu tiheä ja esteenkestävä pinnoite ohuiden kalvojen pinnalle.
Näissä menetelmissä on kuitenkin ongelmia, kuten aikaa vieviä prosesseja, kalliita laitteita ja monimutkaisia ​​prosesseja, ja ne voivat myös aiheuttaa vikoja, kuten reikiä ja halkeamia huollon aikana.
3. Nanokomposiittimateriaalit
Nanokomposiitti on eräänlainen nanokomposiitti, joka valmistetaan läpäisevällä komposiitti-, in situ -polymeroinnilla tai sooligeelimenetelmällä käyttämällä läpäisemättömiä ja suurimuotoisia hiutalenanohiukkasia. Levymäisten nanopartikkelien lisääminen ei voi vain vähentää polymeerimatriisin tilavuusosuutta järjestelmässä läpäisevien molekyylien liukoisuuden vähentämiseksi, vaan myös pidentää läpäisevien molekyylien läpäisypolkua, vähentää läpäisevien molekyylien diffuusionopeutta ja parantaa estettä. suorituskykyä.
4. Pintamuutos
Koska polymeeripinnat joutuvat usein kosketuksiin ulkoisen ympäristön kanssa, ne voivat vaikuttaa pinnan adsorptioon, sulkuominaisuuksiin ja painamiseen.
Jotta polymeerit voitaisiin soveltaa paremmin jokapäiväisessä elämässä, polymeerien pinta yleensä käsitellään. Pääasiassa pintakemiallinen käsittely, pintaoksastusmuokkaus ja plasmapintakäsittely.
Tämän tyyppinen menetelmä vaatii helposti täytettäviä teknisiä vaatimuksia, yksinkertaisia ​​laitteita ja alhaisia ​​kertaluonteisia investointikustannuksia, mutta sillä ei saavuteta pitkäaikaista vakautta. Kun pinta on vaurioitunut, esteen suorituskyky heikkenee vakavasti.
5. Kaksisuuntainen venyttely
Biaksiaalisesti venyttämällä polymeerikalvoja voidaan suunnata sekä pituus- että poikittaissuunnassa, mikä parantaa molekyyliketjujen järjestystä ja pakkaa tiiviimmin, mikä vaikeuttaa pienten molekyylien läpikulkua, mikä parantaa sulkuominaisuuksia. Tämä menetelmä monimutkaistaa luontaisten korkeasulkuisten polymeerikalvojen valmistusprosessia ja tekee vaikeaksi parantaa merkittävästi sulkuominaisuuksia.