Данное исследование посвящено механическим свойствам и отслаиванию золь-гель покрытий на металлических и стеклянных подложках.
Золь-гель метод считается простым способом получения гибридных органических/неорганических покрытий. К тому же, нанесение тонких пленок таким методом не требует больших финансовых затрат и применимо для больших подложек без ограничений по форме.
В данном случае на металлические и стеклянные подложки наносили тонкие золь-гель покрытия на основе смеси трех алкилоксисиланов, синтезированные в водной фазе, различной толщины, с наночастицами ZrO2 и без них. После нанесения и отверждения механические свойства золь-гель покрытий определяли методом наноиндентирования с использованием индентора Берковича в непрерывном режиме измерения жесткости. Эффективный модуль упругости и значения твердости каждого покрытия оценивались по глубине вдавливания и в зависимости от материала подложки и характеристик золь-геля. Также было изучено влияние отжига при более высоких температурах.
Тщательные наблюдения под микроскопом
Затем были исследованы виды разрушений золь-гель покрытий методами наноиндентирования и царапания сферическим алмазным наконечником радиусом 5 мкм. Исследование под микроскопом оставшихся углублений и царапин показало отслоение толстого покрытия, особенно на стеклянной подложке, и отсутствие критического разрушения тонких покрытий на обоих видах подложки.
Было показано, что на механические свойства золь-геля и механическую прочность покрытий на разных подложках существенное влияние оказывает наличие наночастиц и термообработка.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Sol-Gel Science and Technology, февраль 2020 г., выпуск 93.
