关于液体的流动
本帖最后由 tipping.point 于 2009-10-12 17:18 编辑PTFE在溶解在某些溶液下，将其涂抹在某些表层，例如织物或者平板上，其自身的流动性或者什么性？会让PTFE均匀的附着在物体的表面吗？
由于我自己从来没有学过类似的科学，对这种液体倾倒在表面上的现象没有任何的背景。想查找文献也不知道如何下手，希望有研究类似方向或者有基础的同学来帮忙指点下。我该从哪个方向下手呢？
下面是关于实验的一些细节。
实验目的是将PTFE均匀涂抹在另外一个相对平整的表面上，涂抹之后的平面并非那么平整。一个同屋的同事说，涂层后的不平整的地方最高点和最低点的差有100UM那么高，也就说明不平整的原因并非是PTFE造成的，而是由平面本身的凹凸造成的。原因1 ，PTFE的粒子没有那么大，PTFE的本身直径很小吧。原因2，PTFE其流动性还是什么性。。这个词汇我忘记了，这种性质会让表面相对平整。
总结来说，PTFE涂层以后，发现被涂表面表面有疵点。同事说是由于物体表面的凹凸不平这个原因原因造成。
我自己则是属于不确定的原因，有可能是PTFE溶液倾倒或者涂抹不均匀造成，也有可能是被涂表面的凹凸不平造成。
下面是一些补充描述
1.被涂表面所谓的相对平整就是说任何物体的表面都不可能是真正的平整，只能是相对平整，其实本身肯定是有凹凸的。这个凹凸的量化，很难说。我只能给我出现在我知道的数据是，平面内的最高点和最低点差基本上是50微米级别。
2. PTFE
我确实对PTFE的本身特性不了解，因为它不是我研究的主要部分，但是部分结果分析还必须用到。
目前我还没有见过这个PTFE的具体形态，但是根据PTFE的提供者和我说，PTFE本身是很难溶于任何溶剂里面的，因此他们用特殊的WETTING AGENT 来让PTFE以一种液态的形式出现，而PTFE在固态的时候是以颗粒形式加入WETTING AGENT的。总结来说，在PTFE被涂之前是液态。至于粘稠状态之类的，我目前没见过，不能给予正确的解释和描述。
3. 涂层的方法
DIPPING 的涂层方法，然后高温加热干燥PTFE 温度约为400度。
再次感谢大家的回复！ 流体力学吧？
如果不是搞研究的话，有专用公式表格可以查的，你需要知道黏度，材料黏滞系数等参数，然后套公式。 应该查wetting dewetting方面的
不过高分子溶液方面研究的比较少呢，因为是两相的 看起来找人问都不好问呢。。多谢2位楼上的了 为虾米猫前面那么多形容词。。。。 想听听你用什么溶剂溶解特氟龙？貌似特氟龙没有良溶剂，而且特氟龙有自润滑性，双憎性，所以附着性很差，需要均匀涂覆，一般直接原位聚合 那sol gel的流动性呢 ？
或者说被压印后的流动性？（因为在搞基于nanoimprint的光传感器，这个问题还是很重要滴）
再考虑能不能用合适的方法，比如FEM仿真一下。暂时没有很系统的研究过相关文献，再说俺学EE出身的也没辙理论基础。。 非牛流体性质不是几句话能说清楚的，如果考虑可压缩性，就更复杂了，最好指明哪种。
楼上的，NI制作模板吗？最小间距多少？能做多大面积？我需要高度均一有序的自组装的二维模板，周期10到20纳米，不知NI能否做？有意向多聊聊 如果偶没理解错的话，楼主的最终目的，是不是想把PFTE液体吸附在一种固体上
在这种情况下，液体的viscosity和danymic viscosity起不了多大的作用
搜索关键词：surface energy，adhesion
百分百中{:5_358:} 应该查wetting dewetting方面的
不过高分子溶液方面研究的比较少呢，因为是两相的
我不是笨猫 发表于 2009-10-8 21:16 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
笨猫说的方向是对哒
归根结底，凑是气体，液体，固体这三者表面能的问题 偶是楼主，我的目的是将PTFE均匀涂抹在另外一个相对平整的表面上，涂抹之后的平面并非那么平整。一个同屋的同事说，不平整的地方有100UM那么高，也就说明不平整的原因并非是PTFE造成的，而是由平面本身的凹凸造成的。因为一PTFE的粒子没有那么大，PTFE的本身直径很小吧。原因2，PTFE其流动性还是什么性。。这个词汇我忘记了，这种性质会让表面相对平整。
总结来说，PTFE涂层以后，发现物体表面有疵点。同事说是由于物体表面的原因造成。
我自己则是属于不确定的太对，有肯能是液体造成，有可能是被涂表面造成。
希望大家继续支持
多谢 0楼主要真的求助的话，就把错字改改，一次描述清楚，不然挤牙膏一样，让人白忙活
相对平整的表面？什么表面，平整度如何？相对？没有量化
前边说是相对平整，后边又说平面本身凹凸，自洽吗？
PTFE的粒子？PTFE的本身直径？聚合物的形貌看来楼主没啥概念，而且楼主到现在都没说特氟龙是以什么形式出现，是类似微米即的ps球还是真的溶解在什么溶剂里，而且，我给你说过了特氟龙没啥良溶剂，即使分散在溶剂里，也是像意大利面一样的一团
特氟龙表面能很低，憎水憎油，wetting浸润性能很差
涂层？如何涂的？旋涂？dip coating？都没说，反正大家猜吧
疵点往往和表面平整度，涂法无关，除非你在非超净间操作，疵点几乎是必然 非常感谢 熊猫羊的解释，我找了下，没有发现什么错字啊？
下面针对你说的几个问题我来解释下。
1.我说的相对平整就是说任何物体的表面都不可能是真正的平整，只能是相对平整，其实本身肯定是有凹凸的。这个凹凸的量化，很难说。我只能给我出现在我知道的数据是，平面内的最高点和最低点差基本上是50微米级别。
2. PTFE
我确实对PTFE的本身特性不了解，因为它不是我研究的主要部分，但是部分结果分析还必须用到。
目前我还没有见过这个PTFE的具体形态，但是根据PTFE的提供者和我说，PTFE本身是很难溶于任何溶剂里面的，因此他们用特殊的WETTING AGENT 来让PTFE以一种液态的形式出现，而PTFE在固态的时候是以颗粒形式加入WETTING AGENT的。
3. 涂层的方法
DIPPING 的涂层方法，然后高温加热干燥PTFE 温度约为400度。
我一会会将我的全部信息总结在第1楼。
多谢大家的支持了。
因为我自己对这些实在不了解，不知道哪些信息是必要的。
再次感谢。 本帖最后由 我不是笨猫 于 2009-10-11 13:22 编辑
楼主你自己关于实验细节都不清楚啊。你来问什么呢？
50个微米 peak to valley，这个什么都说明不了。涂膜后100微米的peak to valley值，原因很多，即使用spin coating 也可能会出现这种情况，你得看表面的形貌才能大概知道原因。
用dip coating，我不知道是哪一种，但是拖拽的速度是有影响的，这个速度跟溶液的粘度性质都有关系，当然跟表面的weting property也有关系的。如果拖拽的速度不对，也会造成表面出现台阶装的形貌
还有如果涂的膜很薄，比如对于50 微米的表面，你得至少涂50微米的厚度，才可能形成相对均匀的表面。如果你只涂个1个微米，那也不行。
你去做个SEM吧 或者用光学显微镜或者共聚焦显微镜看看，如果SEM做不出的话。嫩这样猜是抓瞎的 楼上的笨猫是学虾米的啊？ 哦，楼主原来是这个意思啊，先给嫩解释一下，基本概念
“对这种液体倾倒在表面上的现象”----adhesion
“PTFE其流动性还是什么性。。这种性质会让表面相对平整”----viscosity，dynamic viscosity
嫩现在的问题，偶来简化一下：
50微米的表面粗糙度，经过dip-coating之后，达到100微米，是什么原因？
由于不同的过程参数，不同的实验环境，偶们不能给嫩确切的答案，就连教授也不行
经过偶的分析有以下三个重要的原因：
一个是针对涂层材料的：PTFE溶于液体之后，平均分子直径大概有多少，嫩必须知道个大概。过大或者过小，直接影响到粘稠性，密度，表面张力等等
另一个，就是固体表面的粗糙度。50微米只是最大和最小的差值，如果正好处在中间段，问题就会很明显。偶建议嫩，先做个SEM，有条件的话
最后，就是涂层速度。此过程参数可以协调前两者的关系
偶建议嫩用排除法来发现原因，操作的基本常识，嫩应该都知道 或者用光学显微镜或者共聚焦显微镜看看，如果SEM做不出的话。嫩这样猜是抓瞎的
我不是笨猫 发表于 2009-10-11 00:07 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
这么做只能看到结果
问题多数出在过程之中 18# 马屁精
连结果都不知道，又如何判断原因啊。 16# 熊猫羊
我不是笨猫。。。。。
凡是接触过表面化学和表面物理的人，都会知道几种最基础的表面表征方法的。spin coating和dip coating也是比较常用的几种液相涂膜的技术。 18# 马屁精
连结果都不知道，又如何判断原因啊。
我不是笨猫 发表于 2009-10-11 13:15 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
sem只能看到表面，就算被嫩看到了表面有疵点，有涂抹不均匀的地方，怎么判断原因？
如果没有记录下之前的过程参数等影响因素的话，嫩还是无从入手 21# 马屁精
当然能。根据结果，推测大致原因，然后查找实验数据，一一对应就可以了
当然你也可以先去查实验数据，来分析可能导致的结果，之后还需要通过表面形貌来判断
所以我比较喜欢先根据结果来分析可能性，再去倒推 21# 马屁精
当然能。根据结果，推测大致原因，然后查找实验数据，一一对应就可以了
当然你也可以先去查实验数据，来分析可能导致的结果，之后还需要通过表面形貌来判断
所以我比较喜欢先根据结果来分析 ...
我不是笨猫 发表于 2009-10-11 15:35 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
实验数据？实验数据来源于大量的实验
如果嫩手头上已经有成熟的实验数据了，那嫩接下来的研究凑是多余的了 嫩先把楼主的描述再读几遍
他的结果已经有了，sem看来看去不可能得出结果的，如果他有成熟的实验数据，就不需要再麻烦偶们了
偶之前的大段话，就是叫楼主去做一系列的实验 23# 马屁精
这个实验又不是我做的，我讲的就是针对他那个实验。
每一步的过程也是实验数据啊。你写paper的时候还要写个experimental 呢
像那些搞自组装什么的人写的文章，每一个参数都至关重要的。难道一定是最后的结果才叫实验数据吗？
做dip coating的话，具体怎么做的，溶液浓度，粒子大小，都是实验数据，至少我是这么理解的 23# 马屁精
做dip coating的话，具体怎么做的，溶液浓度，粒子大小，都是实验数据，至少我是这么理解的 ...
我不是笨猫 发表于 2009-10-11 15:48 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
问题在于楼主不知道这些，所以sem做了也白做 26# 马屁精
这不是给她出主意吗？她要想知道，这些都是办法，如果不愿意做，也不用问了。问不出结果的啊 本帖最后由 我不是笨猫 于 2009-10-11 20:08 编辑
24# 马屁精
我很好奇他是怎么知道最高点到最低点的值的。 我强烈建议楼主把基片，涂膜后的表面，和加热后的表面都表征一下，这也是一般的程序。这个是有助于你找出原因的。 我是楼主，多谢大家的讨论和建议。
有些问题我需要再次澄清一下。
1. PTFE 涂层的过程并非由我自己完成，而且在我的实验室也不可能完成这样的实验。原因：该技术需要比较高的技术设备，还有排毒系统。实验室尚未能做，我的PTFE的提供者是工业来的样品。据说在加热时候会出现HF气体是剧毒啊。 而且该过程质量要求极高，普通机器不能达到这种质量。
2.模拟涂层过程不是我的研究课题，该部分的实验需要由其他部门完成，我来分析 涂层后的结果和涂层前的平面。涂层前已知涂前的平板上的凹凸性，并且量化，通过3D的显微镜等。。
涂层后看看效果如何。
中间的涂层过程中的种种原因就不得而知了。
在我得到我涂层后的平板后，就可以对照了。
问题是，原先本身不高的平板，涂层以后有了疵点。
需要我来解释
我的想法是： 可能是涂层不均匀造成的， 也可能是平板在涂层高温下变形了。
同事的说法是：由于PTFE本身粒子大小很小，而且液体本身的某某某性质（不知道什么性质？？实在没这方面的基础），不会导致这么大的凹凸，因此肯定是平板的原因。
3. 不过通过众多前辈的解释和讨论，我现在突然有点想法了。 不知道这样行得通还是不行。
可以用SEM切面来做啊，主要的问题是我之前的样品都是用剪子切的，这样的横截面已经被全部破坏了。
听说过似乎可以用什么液氮的东西来切割下，但是我们这里不能做。如果有人能给我确切点的答复，就可以找导师来问问了，哪里可以做这样实验。
如果有经验的同学可以给我建议下，怎们才能知道呢？
多谢啦 既然是加热后会有气体放出，那那些点也可能是气体造成的啊。你弄不到加热前的样品吗，比较一下啊 回复 笨猫。
这个DIPPING的过程和加热的过程和合一的-----DIPPING一下，然后立即加热。再次DIPPING,再次加热。也就是说涂层是一层一层添加的。
PTFE是不容易溶解于任何液体的，加热的原因就是将之前溶解他的WETTING AGENT 去除，留下固体的PTFE在表层。中间还有一些什么功能我也不清楚。不是搞化学的啊 非牛流体性质不是几句话能说清楚的，如果考虑可压缩性，就更复杂了，最好指明哪种。
楼上的，NI制作模板吗？最小间距多少？能做多大面积？我需要高度均一有序的自组装的二维模板，周期10到20纳米，不知NI能否做？有 ...
熊猫羊 发表于 2009-10-9 14:54 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
模板我们自己做，主要做的应用于光传感器的3D模板。所以x，y轴距离都是微米级的
二维的周期10-20nm的模板。。。感觉很极端了，感觉一般的Ebeam啥的做litho搞不定吧。。
我只知道stephen Chou他们有篇05年的文章中，用一种很极端的方法，弄出了类似周期的grating
"6 nm half-pitch lines and 0.04 µm2 static random access memory patterns by nanoimprint lithography" 建议，把硅片直接表面改性，在上边原位聚合特氟龙，比这么折腾强多了 回复 笨猫。
这个DIPPING的过程和加热的过程和合一的-----DIPPING一下，然后立即加热。再次DIPPING,再次加热。也就是说涂层是一层一层添加的。
PTFE是不容易溶解于任何液体的，加热的原因就是将之前溶解他的WETT ...
tipping.point 发表于 2009-10-12 11:24 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
楼主嫩的牙膏挤完了没有啊，呵呵
如果是一层层添加的，问题简化了
疵点的直径大概多少？PTFE溶解后的分子直径又有多少？ 35# 马屁精
{:4_293:} 估计还会挤一挤，楼主问的一点都不认真，咱们也就随便看看啦 35# 马屁精
{:4_293:} 估计还会挤一挤，楼主问的一点都不认真，咱们也就随便看看啦
我不是笨猫 发表于 2009-10-12 16:48 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
{:4_283:} 不认真的楼主来了。。。{:4_276:}
平板上的疵点的大小不等直径50微米--200微米的都有，因为发现众多这样类似的疵点，这部分是由我自己通过3D显微镜完成的。
PTFE溶解以后的分子大小不知道的。
再次强调偶不是化学方向，没一点基础知识，而且该部分的实验都是由导师找的另外的公司做的。涂层的过程也是自己从书里找出来的，同时一点点问出来的。因为人家公司不愿意说出涂层的具体过程。 哦，系介个这样啊
原因很明显了，PTFE没有均匀的溶入液体，就算它能均匀的溶入液体，但是涂抹到固体表面的时候，无法保证它的均匀性。当溶液被高温蒸发掉之后，就会出现那么大的疵点了
要证实这个假设：
方法一，多做几个querschliff，就会看见层与层之间，会有好多随机出现的小孔，因为每抹一层就会产生好多疵点
方法二，如果板不是很厚的话，做个Roentgentomographie 本帖最后由 tipping.point 于 2009-10-12 18:09 编辑
哦，系介个这样啊
原因很明显了，PTFE没有均匀的溶入液体，就算它能均匀的溶入液体，但是涂抹到固体表面的时候，无法保证它的均匀性。当溶液被高温蒸发掉之后，就会出现那么大的疵点了
要证实这个假设：
方法一， ...
马屁精 发表于 2009-10-12 17:48 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
马前辈，
多谢你的建议。
你的建议方法一：
我的想法是可以用SEM切面来做。 不知道这样行得通还是不行。用液氮切割样品，然后用CONFOCAL 聚焦显微镜来进行测试。PS我之前听说过似乎可以用什么液氮的东西冷冻后切割下，这样得到的截面才是真实的侧面。但是我这里不能做，估计找别的系可以做的。
之前做过的SEM 以及共聚焦显微镜的缺点是，样品都是用剪子切的，这样的横截面已经被全部破坏了。
如果你有什么好的建议做QUERSCHLIFF, 愿闻其详。
你建议的方法二：
这个真是我从来没有想过的。而且我的样品不厚，2MM-4mm左右.确实可以做一个X-ray CT的透视测试。这样就知道每部分的情况了。
多谢啦，不过就是要找个地方做，而且目前不知道哪里有这个仪器啦{:4_278:}
马前辈，
多谢你的建议。
你的建议方法一：
我的想法是可以用SEM切面来做。 不知道这样行得通还是不行。
用液氮切割样品，然后用CONFOCAL 聚焦显微镜来进行测试。
之前做过的SEM 以及共聚焦显微镜的缺 ...
tipping.point 发表于 2009-10-12 18:00 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
PTFE到底属于啥材料，偶不懂哦
液氮，偶也不懂{:4_276:}
对于固体金属材料，可以先切削，再研磨 放液氮里面泡一泡，然后用手掰开 不过，嫩现在不需要看它们的纤维组织
所以，偶认为，只要平整的表面就可以了，切割过程中尽量减少材料的塑性变形 41# 马屁精
聚四氟乙烯，俗称特福龙，不溶不熔，高分子
我最讨厌磨横截面了，磨了后啥都没了。。。而且高分子软，毛病多 放液氮里面泡一泡，然后用手掰开
我不是笨猫 发表于 2009-10-12 18:08 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
楼主，千万注意嫩脆嫩的手指头哈{:4_283:} 41# 马屁精
聚四氟乙烯，俗称特福龙，不溶不熔，高分子
我最讨厌磨横截面了，磨了后啥都没了。。。而且高分子软，毛病多
我不是笨猫 发表于 2009-10-12 18:13 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
恩，嫩说的对
这么看来，方法一对于这个块probe不太适合，用剪刀的话也不好，塑性变形太大了
还是方法二比较好，不需要触碰它，只需要一个便携设备就可以了 多谢马前辈和笨猫前辈了。
偶回头先找找实验仪器吧。。
祝大家晚安。。。{:5_336:} 楼主我觉得你的思维方式和研究方法很有意思
一再强调自己不是学化学的，可这世界谁都有教育背景，难道就该画地为牢，不是自己的领域就不管了？，别人的观点对不对，不去考证，帮你的人纵然有好心，一定能做好事？
其二，你想除掉瑕疵，可现在的方案却是去观测瑕疵的形貌，不知道你费了九牛二虎之力看到瑕疵形貌之后 会对 出去瑕疵有什么帮助么？
其三，既然你都知道了特氟龙无法溶解，问题出在wetting上，这条dip coating是死路一条，为啥还要耿着脖子撞南墙呢？
其四，这个多次dip coating的方法是lb膜法或者静电自组装的蹩脚的模仿，因为后者对成膜的分子也好，粒子也好，都有一定的要求，而你想把自己和自己都不亲的特氟龙用这个办法组装成膜，根本就是死路一条。
直接去造不粘锅的工厂问问都比在这里原地打转强 还有一点，劳驾加热前查查特氟龙的熔点 楼主我觉得你的思维方式和研究方法很有意思
一再强调自己不是学化学的，可这世界谁都有教育背景，难道就该画地为牢，不是自己的领域就不管了？，别人的观点对不对，不去考证，帮你的人纵然有好心，一定能做好事？
...
熊猫羊 发表于 2009-10-14 01:30 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
回复熊猫前辈。。
其二，你想除掉瑕疵，可现在的方案却是去观测瑕疵的形貌，不知道你费了九牛二虎之力看到瑕疵形貌之后 会对 出去瑕疵有什么帮助么？
-----这个是导师的建议，因为要去除疵点必须要了解疵点形成的原因。可能我的研究到了观察并且知道疵点原因了就可以结束了。之后找人继续做除掉疵点的工作。
其三，既然你都知道了特氟龙无法溶解，问题出在wetting上，这条dip coating是死路一条，为啥还要耿着脖子撞南墙呢？
------这个其实和第2点联系紧密，这个dip coating是一个已经成熟的生产的技术了，我做的不是科研前沿，而是应用研究。所要做的就是提高现有技术。想开发其它方法---其实就是找出新的涂层替代物或者新的涂层方法，不是我这个方向的课题。
其四，这个多次dip coating的方法是lb膜法或者静电自组装的蹩脚的模仿，因为后者对成膜的分子也好，粒子也好，都有一定的要求，而你想把自己和自己都不亲的特氟龙用这个办法组装成膜，根本就是死路一条。
------PTFE在我帖子出就提起过了，我的研究是以PTFE为载体，中间的实验过程不由我自己完成，因为设备以及安全的，还有人家公司的隐私的考虑。我的工作就是观察平面和涂层后的东西，找出问题出现的可能因素。
直接去造不粘锅的工厂问问都比在这里原地打转强
最后还是感谢你的建议，在我课题开始的时候我也曾经走过不少弯路，要查找这个性质那个性质。最后导师一句话直接回绝了，这个实验不用我做，我们也做不了。。{:4_276:}
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