ГОСТ Р 58039-2017/ISO/TS 80004-11:2017 Нанотехнологии. Часть 11. Нанослой, нанопокрытие, нанопленка. Термины и определения

Введение

Нанотехнологии применяют во многих прикладных областях для решения конкретных функциональных задач. В частности, для защиты поверхностей от коррозии и износа используют многослойные наноструктурированные покрытия. Такие многослойные покрытия содержат несколько слоев различных материалов, размер толщины которых может составлять несколько нанометров. Существуют технологии нанотекстурирования поверхности, которые применяют для придания заданных свойств отдельным элементам поверхности посредством формирования определенной текстуры.

Для обеспечения взаимопонимания между специалистами необходимы стандартизованные термины и определения понятий в области нанотехнологии, относящихся к нанослою, нанопокрытию, нанопленке, и связанных с ними понятий. Покрытие всегда имеет подложку, которая в свою очередь оказывает воздействие на само покрытие, поэтому покрытие, размер толщины которого находится в нанодиапазоне, нельзя относить к нанопластинам. Пленка может быть получена не на подложке, но ее можно нанести на подложку как покрытие в виде внутреннего или внешнего слоя. Пленка в виде покрытия может быть однослойной или многослойной. Мембрана также может представлять собой пленку, применяемую для разделения двух фаз.

Термины, установленные в настоящем стандарте, предназначены для применения в различных отраслях промышленности, в том числе и профильными техническими комитетами (ТК) Международной организации по стандартизации (ИСО), такими как:

- ИСО/ТК 35 "Краски и лаки";

Примечание - Термины и определения понятий в области нанотехнологии, относящихся к конкретным лакокрасочным материалам, приведены в [1].

- ИСО/ТК 164/ПК 3 "Испытания металлов на твердость" (например, термин "наноиндентирование");

- ИСО/ТК 172/ПК 3 "Оптические материалы и компоненты";

- ИСО/ТК 201 "Химический анализ поверхности";

- ИСО/ТК 202 "Микролучевой анализ";

- ИСО/ТК 256 "Пигменты, красители и наполнители".

В настоящем стандарте термины "покрытие", "слой", "пленка" и другие, связанные с ними термины, в зависимости от свойств объектов (размеров их толщины или наличия у них внутренней или поверхностной структуры в нанодиапазоне, например, наноструктурированные покрытия, нанокомпозитные покрытия, покрытия, полученные при нанесении дисперсионных лакокрасочных материалов, содержащих диспергированные нанообъекты, и др.) объединены в соответствующие разделы. В соответствии с иерархической системой терминов, установленной в [4], в которой к понятию "наноматериал" отнесены "нанообъекты" и "наноструктурированный материал", в настоящем стандарте:

- термины "нанослой", "нанопокрытие" и "нанопленка" отнесены к общему понятию "нанообъекты";

- термины "наноструктурированный слой", "наноструктурированное покрытие" и "наноструктурированная пленка" отнесены к общему понятию "наноструктурированный материал".

На рисунке 1 представлен фрагмент иерархической системы терминов со встроенными понятиями "нанослой", "нанопокрытие" и "нанопленка".

Для наименования продукции применяют тот или иной термин, установленный в настоящем стандарте, в зависимости от области применения продукции или способа ее изготовления, например, покрытие, полученное электрохимическим осаждением (ЭХО), центробежным осаждением (ЦО), физическим осаждением из газовой фазы (ФОГФ), химическим осаждением из газовой фазы (ХОГФ), атомно-слоевым осаждением (АСО), послойным осаждением, с применением золь-гель технологии или в процессе переноса пленки Ленгмюра-Блоджетт.

В сфере производства полимерной продукции термины "пленка", "лист" или "фольга" часто используют в качестве наименования одного и того же изделия, например для наименования тонкого гибкого листа, применяемого для упаковки продукции [9]. Термины "фольга" или "лист" лучше всего подходят для наименования пленки без подложки.

В некоторых отраслях промышленности термин "пленка" используют для наименования фольги, покрывающей поверхность объекта. В гальваническом производстве и лакокрасочной промышленности чаще всего применяют термины "покрытие" и "слой".

     
Рисунок 1 - Фрагмент иерархической системы терминов со встроенными понятиями "нанослой", "нанопокрытие" и "нанопленка"

Термины "пленка", "покрытие" и "слой" используют как синонимы. Например в процессах вакуумного осаждения применяют термины "тонкая пленка", "пленка", "слой", "многослойный", "покрытие", а также сочетание этих терминов, например "тонкое пленочное покрытие". В научной литературе и учебниках эти термины также употребляют как синонимы, без каких-либо конкретных определений [8]. Почти все покрытия, полученные ФОГФ и ХОГФ, являются наноструктурированными, то есть имеют структуру в нанодиапазоне.

В специфических терминах, представляющих собой сочетание слов, употребляют один из терминов или термин "пленка", или термин "покрытие", или термин "слой":

- "многослойная пленка" (термин "мультипленка" не используют);

- "комплекс слоев" (термины "комплекс пленок", "комплекс покрытий" не используют);

- "конверсионное покрытие" и "диффузионное покрытие" (термин "конверсионная пленка" не используют);

- "конверсионный слой" и "слой" (термин "конверсионная пленка" не используют);

- "пограничный слой" (термины "пограничная пленка", "пограничное покрытие" не используют).

В существующих определениях часто применяют рекурсивные (или циклические) ссылки, поэтому в определении термина "пленка" используют термины "покрытие" и "слой", в определении термина "слой" используют термины "пленка" и "покрытие", а в определении термина "покрытие" - термины "слой" и "пленка".

Основные отличительные признаки понятий "покрытие" и "пленка":