Přejít k obsahu


Intrinsic hydrophobicity of thin films of ceramics based on low-electronegativity metals prepared by magnetron sputtering

Citace:
KOS, Š., ZENKIN, S., MUSIL, J. Intrinsic hydrophobicity of thin films of ceramics based on low-electronegativity metals prepared by magnetron sputtering. Soluň, Řecko, 2017.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Intrinsic hydrophobicity of thin films of ceramics based on low-electronegativity metals prepared by magnetron sputtering
Rok vydání: 2017
Autoři: Doc. Mgr. Šimon Kos Ph.D. , Sergey Zenkin , Prof. Ing. Jindřich Musil DrSc.
Abstrakt CZ: Zjistili jsme, že nízká elektronegativita kovových kationtů v keramice ji činí vnitřně hydrofobní. Ukázali jsme vnitřní hydrofobicitu jednoho takového materiálu, ZrN, postupnou změnou energie dodané do vrstev, která změnila jejich mechanické vlastnosti ale ne smáčivost. Ukázali jsme, že pro tyto keramiky dlouhodosahová Lifshits-van der Waalsova složka povrchové volné energie dominuje nad krátkodosahovými polárními Lewisovými acido-bazickými složkami, což vede k závislosti smáčivosti na tloušťce vrstvy. Pro vnitřně hydrofobní keramiku HfO2 kontaktní úhel vodní kapky roste od asi 100° pro vrstvy s tloušťkami nad 2000 nm do asi 120° pro vrstvy s tloušťkami pod asi 50 nm. Dále jsme ukázali, že subdominantní polární Lewisova acido-bazická složka povrchové volné energie dává závislost smáčivosti na aniontu keramiky, konkrétně s vyšším kontaktním úhlem pro nitrid ve srovnání s odpovídajícím oxidem.
Abstrakt EN: We have found out that a low-electronegativity of metallic cations in a ceramic makes the ceramic material intrinsically hydrophobic. We have demonstrated the intrinsic hydrophobicity of one such material, ZrN, by changing the energy delivered into the films, which changed the films’ mechanical properties but not the wetting properties. We have found out that for these ceramics, the long-ranged non-polar Lifshits-van der Waals component of the surface free energy dominates over the short-ranged polar Lewis-acid/base components, giving rise to a dependence of the wetting properties on the film thickness. For the intrinsically hydrophobic HfO2 ceramic, the water-droplet contact angle increases from about 100° for films with thicknesses above 2000 nm to about 120° for films with thicknesses below about 50 nm. We have further shown that the sub-dominant polar Lewis-acid/base component of the surface free energy leads to the dependence of the wetting properties on the ceramic anion, specifically giving a higher value of the water-droplet contact angle for a nitride compared to a corresponding oxide.
Klíčová slova

Zpět

Patička