Kinetika reaktsiy v besprotochnykh razryadakh


Cite item

Full Text

Abstract

Проведен анализ метода кинетических кривых применительно к плазмохимическим
системам закрытого типа без протока газа. На примере синтеза полимеоа обсиждаются возможности адекватного описания с их помощью механизма реакции.
Показана ведущая роль первой стадии реакции-активации газа электронным или
ионным ударом - как единственной, необходимой для запуска и поддержания
всего механизма реакции и определяющей ее кинетику. Сопоставление топологии
плазмохимической полимеризации с наблюдаемой электрической структурой разряда
однозначно показывает, что полимеризационная продуктивность разных разрядных
зон различна. Механизм полимеризации обнаруживает очевидную связь с электрофизическими
процессами, а так как эти процессы в разных зонах различаются и по
интенсивности, и качественно, в частности, по виОам участвующих частиц, то и
механизм полимеризации не может быть единым. Фактически это означает неоднородность
и множественность локальных плазмохимических механизмов в тлеющем
разряде.
Проведен подробный анализ кинетики начальных стадий полимеризации тетрафтор-
этилена в тлеющем разряде. Рассчитаны эффективные изохорические коэффициенты
скоростей наработки и исчезновения основных низкомолекулярных компонент:
мономера и нескольких синтезируемых перфторалканов и перфторалкенов до $C_5$.

About the authors

V I Zyn'

References

  1. Словецкий Д. И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме. М.: Наука, 1980. 316 с.
  2. Miller L. L. Organic Plasma Chemistry//Accounts Chem. Res. 1983. V. 16. №6. P. 189-194.
  3. Кравченко Ю. С, Осадчук В. С, Словецкий Д. И,. Таранов С. В. Кинетика образования и гибели атомов и молекул хлора, хлоруглеродных радикалов в тлеющем разряде// Химия высоких энергий. 1989. Т. 23. №6. С. 539-544.
  4. Саксонский В. Л., Щуков А. Н., Потапов В. К. Особенности кинетики осаждения полимерных пленок в импульсном ВЧ разряде//Докл. АН СССР. 1985. Т. 280. Ш 1. С. 137-140.
  5. Саксонский В. А., Щуров А. П., Черняева Г. А., Потапов В. К- Кинетика образования мелкодисперсной фазы в тлеющем разряде// Химическая физика. 1986. Т. 5. 11. С. 1549-1554.
  6. Словецкий Д. П., Дерюгин А. А. ФРЭЭ и взаимодействие электронов с многоатомными фторсодержащими газами//Химия плазмы. Вып. 13. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 240-277.
  7. Иванов Ю. А., Солдатова И. В., Эпштейн И. Л. Численное моделирование кинетики превращения метана в тлеющем разряде//Химия высоких энергий. 1985. Т. 19. № 5 . С. 465-470.
  8. Александров Д. Е. Модель газофазных процессов в СВЧ разряде пониженного давления Ог/ЗЮи/ЗРб при осаждении слоев//Дис.... канд. физ.-.мат. наук. М.: ИОФ АН СССР, 1987.
  9. Иванов Ю. А., Лебедев Ю. А., Полак Л. С. Методы контактной диагностики в неравновесной плазмохимии. М.: Наука, 1981. С. 142.
  10. Кау Е. Recent Progress in Fluorocarbon and Hydrocarbon Plasma Chemistrv//Amer. Chem. Soc. Poiym. Prepr. 1980. V. 21. № 2.. Pi 64-76.
  11. Toshibana K., Nishida M., Harima H., Urano Y. Diagnostics and Modelling of a Methane Plasma Used in the CVD of Amorphous Carbon Films//J. Phys. D. Appl. Phvs. 1984. V. 17. №8. P. 1727-1742.
  12. Lergon H. G., Venugopalan M. Mass spectrometer - wall probe diagnostics of Ar discharges containing SFi, and/or O2: reactive ions in etching plasmas//Plasma Chem. Plasma. Proc. 1984. V. 4. № Я P. 107-118.
  13. Виноградов Г. К., Словецкий Д. И., Федосеева Т. В. Экспериментальное исследование параметров плазмы тлеющего разряда в тетрафторметане//Теплофизика высоких температур. 1983. Т. 21. №6. С. 1083-1090.
  14. Словецкий Д. И. Механизмы химических реакций в неравновесной фторсодержа- щей плазме//Химия плазмы. Вып. 10. М.: Энергоатомиздат, С. 108-146.
  15. Полак Л. С, Словецкий Д. И., Федосеева Т. В. Релаксационные исследования механизмов возбуждения частиц в тлеющем разряде в углекислом газе и его смеси с аргоном//Теплофизика высоких температур. 1981. Т. 19. №6. С. 1135-1143.
  16. Agostino Я., Benedictis S., Cramarossa F. RF Plasma Decomposition of CF4-C^F^ Mixtures during Silicon Etching or Fluoropolymer Deposition/ZPlasma Chem. Plasma Proc. /984. V. 4. 1. P. 1 - 14.
  17. Smolinski G., Flamm D. L. The Plasma Oxidation of CF4 in a Tubular Alumina Fast Flow Reactor//J. Appl. Phys. 1979. V. 50. N 7. P. 4982-4987.
  18. Виноградов Г. К., Иманбаев Г. Ж., Словецкий Д. И. Особенности кинетики полимеризации перфторциклобутана в ВЧ разряде/Димия высоких энергий. 1985 Т 19 № 5 С. 455-460.
  19. Gross Е. W., Deutsch Н., Sabadil H. Untersuhuncren an Polymerisierenden Plasmen der Benzol-Edelgas Blimmentladiing//Beitr. Plasma Phys. 1975. B. 15. N4. S. 191-203.
  20. Виноградов Г. К. Плазменная полимеризация//Химия высоких энергий 1986 Т 20 № 3. С. 195-214.
  21. Agostino Cramarossa Р., et al. On the Use of Actinometric Emission Snectroscony m SFr-Oo Discharges//Plasma Chem.. Plasma Proc. 1985. V. 5. N3. P. 239-253. 22. Grebowicz /., Pakula Т., Wrobel A. Л1. Kniszewski M. Electron Microscopy Studies of Plasma Polymerized Organosilicon Thin Filmis//Thin Solid Films. 1980 V 65 N3 P. 351-359.
  22. Castonguay J., Tfieoret A. Proprietes Electriques de Minces Fi Ims de Polvmieres Formes dans une Decharge RF a Partir de Monomeres Organiques Semi-Conducteurs// Thin Solid Films. 1980. V. 69. N 1. P. 85-97.
  23. Varshncy S. K., Beaty C. L. Form.ation of a Silicon Carbide and Nitride by Vapor-Phase reaction//Ceram. Eng. Sci. Proc. 1982. V. 3. N9-10. P. 555-564.
  24. Wrobel A. M., Wertheimer M. R., Dib J., Schreiber H. P. Polymerization of Orgranosilicones in Microwave Discharges//J. Macromol. Sci. A: Chem. 1980. V A 14. N3 P. 321-337.
  25. Kay E., Levenson L. L., James W. I., Auerbach R. A. Organotin polvmers Formed by Glow Discharge Polymerization//J. Phys. Chem. 1980. V. 84. N12. P. 1365-1368.
  26. Selwyn G. S., Kay E. Spatially Resolved Optical Emission Studies of Fluorocarbon RF Plasma through the Use of UV Transmitting Optical Flbers//Plasma Chem. Plasma Proc. 1985. V. 5. N2. P. 183-199.
  27. Barnes R. M. Inductive Coupled Plasma SDectroscoDy//Proc. 6th Int. Svmo. Plasma Chem. Montreal: McGill University, 1983. V. 2. P. 419-424.
  28. Мигачееа Л. Л., Немцева Н. Г., Пржонский А. М. Масс-спектрометрическое исследование продольного распределения компонентов плазменного потока на поверхность в смесях инертных газов с метаном//Химия высоких энергий. 1986. Т. 20. №4. С. 358-361.
  29. Немцева Н. Г., Пржонский А. М. Состав ионного потока на полимерную пленку, образующуюся при разряде//Химия высоких энергий. 1983. Т. 17. №3. С. 279-281.
  30. Breiibarth F.-W., Tiller Н. Reinhardt W. Plasma Chemical Reactions in Weakly Decomposed CCL4//Plasma Chem. Plasma Proc. 1985. V. 5. N4. P. 293-316.
  31. Паркин A. A. Исследование процесса плазмохимической полимеризации и разработка методов направленного формирования диэлектрических структур//Дис.... канд. техн. наук. Киев: Институт кибернетики АН УССР, 1982. 206 с.
  32. Иванов С. И. Масс-спектрометрическое исследование полимеризации ТФЭ в ВЧ разряде//Химия высоких энергий. 1979. Т. 13. № 1 . С. 70-74.
  33. Зынь В. И., Опарин В. В., Потапов В. К. и др. .Масс-спектрометрическое исследование кинетики газоразрядных химических реакций в ТФЭ//Химия высоких энергий. 1985. Т. 19. №4. С. 374-378.
  34. Зынь В. П., Паркин А. А. Масс-спектрометрическое исследование плазмохимической полимеризации стирола//3-й Всесоюз. симп. «Плазмохимия-79»: Тез. докл. М.: ИНХС АН СССР, 1979. С. 185-187.
  35. Опарин В. Б. Кинетика полимеризации ТФЭ и ГФБ в НЧ тлеющем разряде//Дис. ... канд. физ.-мат. наук. М., НИФХИ им. Л. Я. Карпова. С. 39.
  36. Mach R., Drost Н. Kinetics of the Methane Conversion in a Glow Discharge up to Chemical Equilibrium//Proc. 6th Int. Symp. Plasma Chem. Montreal.: McGill Univ.,1983. V.2. P. 412-417.
  37. Щуров A. П., Николаев В. И., Колотыркин В. М. и др. Заряд дисперсных полимерных частиц в тлеющем paзpядe//Жvpн. физ. химии. 1979. Т. 53. №4. С. 930-934.
  38. Виноградов Г. К., Иманбаев Г. Ж., Полак Л. С, Словецкий Д. И. Экспериментальное исследование образования полимерных пленок в неравновесной фторуглеродной плазме//Химия высоких энергий. 1983. Т. 17. №4. С. 372-377.
  39. Зынь В. П., Паркин А. А., Штеренберг А. М. Влияние гравитации на формирование полимерной пленки в тлеющем разряде//Химия высоких энергий. 1983. Т. 17 № 3 . С. 280-282.
  40. Зынь В. И. Седиментапионные эффекты при газоразрядной полимеризации//Хим. физика. 1982. Т. 1. № 12. С. 1674-1680.
  41. Gousbet А. А. Review of Measurment of Particle Velocities and Diameters by Laser Techniques, with Emphasis on Thermal Plasma//Plasma Chem. Plasma Proc. 198. V. 5. N2. P.91 -117.
  42. Celenti D., Benenson D. M. Measurments of Velocity Within a Fully Developed Plasma//Proc. 6th Int. Symp. Plasma. Chem. Montreal: McGill Univ., 1983 N 1. P. 126-131
  43. Гаранин Г. С, Иванов Ю. Л., Тимакин В. Н. Ркследование роли макрочастиц в процессе плазмохимической Полимеризации//Химия высоких энергий. 1981. Т. 15. № 3. С. 183-184.
  44. Зынь В. И., Потапов В. К., Тузов Л. С, Штеренберг Л. М. Образование, движение и конденсация кремнийорганических полимерных аэрозолей в тлеющем разряде// Химия высоких энергий. 1986. Т. 20. №6. С. 541-547.
  45. Саксонский В. А. Кинетика полимеризации ряда углеводородов в ВЧ-разряде низкого давления//Автореф. дис. ... канд. физ-мат. наук. М.: НИФХИ им. Л. Я. Карпова, 1985. 24 с.
  46. Тузов Л. С, Штеренберг А. М., Жуланов /О. В. Экспериментальные основы изучения процесса образования макрочастиц в тлеющем разряде//Журн. физ. химии. 1987. Т. 61. №3. С. 856-858.
  47. Полак Л. С. Неравновесная химическая кинетика и ее применение. М.: Наука, 1979. С. 70.
  48. Кондратьев В. П., Никитин Е. Е. Кинетика и механизм газофазных реакций. М.: Наука, 1974. С. 23.
  49. Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г. Курс химической кинетики. М.: Высш. школа, 1969. С. 190.
  50. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с.
  51. Зынь В. И., Опарин В. Б., Потапов В. К. Кинетическая массспектрометрия начальных стадий полимеризации ТФЭ в тлеющем разряде//Химия высоких энергий. 1989. Т. 23. No 1. С. 75-80.
  52. Brewer А. К., Westhauer J. W. Chemical Action in the Glow Discharge. 2. Further Investigation of the Synthesis of Amm.onia//J. Phys. Chem. 1930. V. 34. N 1. P. 153-164.
  53. Brewer A. K., Kuech P. D. Chemical Action in the Glow Discharge. 7. The Dissociation and Oxidation of Methane//J. Phys. Chem. 1931. V. 35. N 10. P. 1293-1302.
  54. Штеренберг A. M. Кинетика объемной полимеризации силоксанов и силазанов в НЧ тлеющем разряде//Дис. ... канд. физ.-мат. наук. М.: НИФХИ им. Л. Я. Карпова, 1986. 154 с.
  55. Гильман А. Б. и др. О полимеризации некоторых полифторированных ароматических соединений в тлеющем разряде//Высокомолекулярные соединения. 1982. Т. 23А. Ш. С. 155-160.
  56. Ткачук Б. В., Марусий Н. Я., Лауре Е. П. и др. Тонкие пленки политетрафтор- этилена//Электронная техника. Сер. 7. 1974. Вып. 6. С. 77-78.
  57. Тузов Л. С. и др. Образование полимерных пленок из толуала на поверхности металла под действием тлеющего разряда переменного тока//Высокомолекулярные соединения. 1967. Т. 94. №11. С. 2414-2421.
  58. Колотыркин В. М., Бутаев А. К., Цапук А. К., Туницкий П. Н. Получение тонких пленок из бис-(метилаллил)-бис(диметил)-циклотетрасилоксана методом электронной бомбардировки//Химия высоких энергий. 1969. Т. 3. № 1. С. 71-73.
  59. Bruno О., Capezzuto Р., et al. Deposition Mechanism in (CD) Si:H, CI Film Preparation: Kinetic Evidences//Escampig. 84: 7th Eur. Sec. Conf. Atom, and Mol. Phvs. loniz. Gases. Bari. 1984. P. 105-106.
  60. Kirov K. L., et al. Plasma Deposition of Si3N4 Layers//Thin Solid Films. 1980. V. 71. N 1. P. 9-11. 62. Физика тонких пленок/Под ред. Г. Хасса. Т. 3. М.: Мир, 1968.
  61. Ткачук Б. В., Колотыркин В. М. Получение тонких полимерных пленок из газовой фазы. М.: Химия, 1977. 233 с.
  62. Ясуда X. Полимеризация в плазме. М.: Мир, 1988. 376 с.
  63. Clark D. Т., Shuttlcworth D. Plasma polymerization. 2. An ESCA Investigation of Polymers Synthesized by Excitation of Inductively Coupled RF Plasma in Perfluorobenzene and Perfluorohexane//J. Polym. Sci.: Polym. Chem. 1980. V. 18. N1. P. 27-46.
  64. Yasuda H., Aiorosoff N. Plasma Polymerization of TEE. 1. Inductive RF Discharge//J. Appl. Polym. Sci. 1979. V. 23. N4. P. 1003-1011. 67.
  65. Мак Таггарт Ф. Плазмохимические реакции в электрических разрядах. М.: Атомиздат, 1972. С. 41.
  66. Иманбаев Г. Ж. Кинетика плазмохимической полимеризации пеофторциклобутана// Автореф. дис... канд. хим. наук. М.: ИХФ АН СССР, 1988. 22с.
  67. Зынь В. П., Опарин В. Б., Потапов В. С., Тузов Л. С. Пространственное распределение скоростей полимеризационных процессов в реакторе тлеющего разряда с ТФЭ//ХИМИЯ высоких энергий. 1989. Т. 23. №3. С. 276-281.
  68. Берлин А. А., Вольфсон С. А., Ениколопян П. С. Кинетика полимеризационных процессов. М.: Химия, 1978. С. 47.
  69. Русанов В. Д., Фридман А. А. Физика химически активной плазмы. М.: Наука, 1984. С. 31.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 1996 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».