«Кометы»

«Кометы» возникают в том случае, когда течению потока препятствуют твердые частицы относительно больших размеров. Для того чтобы исключить влияние данного фактора необходимо отфильтровывать жидкость и не допускать попадания в нее твердых частиц.[5]

Каждую из картинок, представленных ниже, можно увеличить, кликнув по ним. Во всех случаях масштаб был одинаковым, и поток двигался слева направо. Все фото сделаны под микроскопом и цветовые различия в разных местах обозначают разную толщину покрытия.

Фото 1 Золь-гель покрытие на кремниевой подложке[5]

Полосы

Полосы в данном случае – это радиальные линии изменения толщины покрытой пленки. Как правило, их толщина варьируется очень плавно в диапазоне 50-200 мкм. Их ориентация соответствует основному потоку жидкости, который протекает горизонтально в двух из трех снимках, расположенных ниже. Их появление обуславливают испарением в условиях эффекта поверхностного натяжения. Раннее испарение легколетучих компонентов может привести к насыщению ими воды и/или других нелетучих компонентов в поверхностном слое. Если поверхностное натяжение этого слоя больше, чем у исходного раствора (плюс того слоя, который находится глубже), между теми местами, где поверхностное натяжение меньше, способность к испарению выше, ввиду чего и происходит изменение рельефа поверхности. В большей степени это связано с эффектом Марангони (явление переноса вещества вдоль границы раздела двух сред, возникающее вследствие наличия градиента поверхностного натяжения). В бокале вина этот эффект возникает по той причине, что этанол имеет более низкое, чем у воды, поверхностное натяжение. [5]

Фото 2 Золь-гель покрытие на краях подложки. Скорость 3000 об/мин. Толщина не фиксируется эллипсометром. [5]

Фото 3 Золь-гель покрытие в центре. Радиальный поток жидкости растягивает покрытие по подложке. [5]

Следы вакуумного прижима

Между раствором в верхней части пластины и металлическим следом вакуумного прижима на обратной стороне пластины имеется «термическая связь». Таким образом, ввиду наличия тепловой движущей силы (в основном испарительного охлаждения и различия температур между раствором и подложкой), необходимо учитывать теплопроводность материала подложки. На рисунке ниже изображен золь-гель, нанесенный на стеклянную подложку. Как правило, кремниевые пластины имеют меньшие различия по толщине по сравнению со стеклом или пластиком.

Фото 4 Термическая связь на обратной стороне пластины[5]