И микросистем»

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине:                Теория гетерогенных сред                         

_____________________________________________________________________________

На тему: Диэлектрические свойства тонких полимерных пленок и                   их изменения в процессе сорбции воды                       

Студент гр.  1НАН-4ДБ-043    _______________________/ Ткаченко Т.П. /

                                                                                                         (подпись)                                    (Фамилия, имя, отчество)

Руководитель _____________________________________/     Козлов Н.А. /

                                                                                   (подпись)                                               (Фамилия, имя, отчество)

К з а щ и т е д о п у с т и т ь

Зав. кафедрой ТКМКМ                                                            /Бабаевский П.Г./

                                                                                   (подпись)                                               (Фамилия, имя, отчество)

“___”__________________ 20____г.   

Оценка ______________________ Дата защиты __________________

Председатель комиссии _______________________/___________________/

                                                                                   (подпись)                                (Фамилия, имя, отчество)

МОСКВА – 2018

Содержание

Введение. 3

1 Диэлектрические свойства полимеров. 4

1.1 Основные представления о диэлектрических свойствах. 4

1.2 Феноменологическая теория диэлектрических свойств полимеров. 9

1.2.1 Основные уравнения. 9

1.2.2 Диэлектрические свойства системы, имеющей одно время релаксации. 12

1.2.3 Зависимость диэлектрических свойств полимеров от температуры.. 13

1.3 Влияние низкомолекулярных веществ на диэлектрические свойства полимеров. 14

2 Теоретические основы сорбции низкомолекулярных полимерами. 18

2.1 Адсорбция газов и паров. 18

2.2 Равновесная абсорбция. 21

2.3 Диффузия воды полимерами. 27

3 Влияние влаги на диэлектрические свойства различных полимерных пленок. 29

3.1 Изменение диэлектрических свойств тонкой полиамидной пленки. 29

3.2 Изменение диэлектрических свойств тонких пленок гибко- и жесткоцепных полимеров 32

3.3 Изменение диэлектрической проницаемости адсорбированной воды в полиимидных пленках 36

Заключение. 39

Список литературы.. 40

Введение

Тенденцией развития современных приборов, потребительских товаров и их узлов является их миниатюризация. Часто в основе конструкции различных плат, датчиков, актюаторов и прочих объектов техники используются тонкие полимерные пленки, выполняющие роль различных функциональных слоев и которые определяют работоспособность электронных устройств. При важно знать диэлектрические свойства таких пленок и зависимость этих свойств от влажности окружающей среды. В связи с вышеизложенным работа посвящена рассмотрению диэлектрические свойств тонких полимерных пленок и их изменению в процессе сорбции воды. Актуальность темы обусловлена широким применением тонких полимерных пленок в микросистемной технике в качестве диэлектрических, а так же сорбирующих слоев.

       Цель курсовой работы состоит в рассмотрении диэлектрических свойств полимеров, теоретических основ явления сорбции и особенностей изменения диэлектрических свойств тонких полимерных пленок в процессе сорбции низкомолекулярных веществ.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1. Рассмотреть основные диэлектрические свойства полимерных пленок – поляризацию, электрическое смещение, время диэлектрической релаксации, диэлектрическую проницаемость;

2. Проанализировать феноменологическую теорию – один из подходов описания диэлектрических свойств, который включает в себя описание макроскопических свойств и характеристик диэлектрика;

3. Описать теоретические основы  сорбции и диффузии низкомолекулярных веществ полимерами;

4. Собрать и обобщить данные о влияние сорбции низкомолекулярных веществ, в т.ч. влаги на диэлектрические свойства тонких полимерных пленок.

В соответствии с поставленными в работе задачами она состоит из трех глав.

В первой главе рассматриваются диэлектрические характеристики, такие как поляризация единицы объема диэлектрика, дипольный момент,  диэлектрическая восприимчивость, зависимость диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь от частоты электрического поля, температуры. Так же описаны особенности изменения диэлектрических свойств полимеров в процессе сорбции.

Во второй главе рассмотрена теория сорбции, в частности адсорбция в макропористых полимерах и абсорбция паров непористыми полимерами, отдельно рассмотрен процесс диффузии низкомолекулярных веществ полимерами.

В третьей главе проанализированы изменения диэлектрических свойств под действием сорбированной пленками воды на примере четырех различных тонких полимерных пленок на основе полиамида, полиимида, поливинилового спирта и отвержденной алифатическим амином смолы ЭД-20. Так же рассматриваются диэлектрические характеристики (дипольный момент, диэлектрическая проницаемость) самой сорбированной воды.