X-Ray diffuse scattering investigation of polytetrafluoroethylene surfaces

• Autorzy: Gravalidis Ch. , Logothetidis S.

Warianty tytułu

PL

Badanie powierzchni politetrafluoroetylenu metodą rozpraszania promieniowania rentgenowskiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We present the X-Ray Diffuse Scattering (XDS) technique which can determine, except for the surface roughness, the distribution of in-plane fluctuations and fractal dimension on the surface. The scattering intensity is calculated using Distorted-Wave Born Approximation (DWBA) and depends on the quantities related both to 1st and 2nd order surface statistics like, surface roughness s, lateral correlation length x and "Hurst coefficient" or "roughness exponent" h (0 < h < 1). The samples were prepared by spraying a PTFE dispersion directly on preheated Si wafer, at three different spraying times, following by an annealing process. The aim of this work is to study the effect of spray duration on the surface morphology. Firstly, the amorphization induced due to the annealing was observed by X-ray diffusion measurements. The analysis of the XDS rocking scans gave that the mass density is increased with the spraying time and the roughness is almost the same. However, the surface morphology described also by the distribution of the vertical fluctuations, through the correlation length x, showed that the narrow distribution was realized at middle, while broad one at long or short spraying times. Furthermore, the surface exponent h, calculated by XDS off-specular scan, is constant and low, meaning that the low smoothness of the surface is not affected by the spraying time.

PL

Przedstawiono teoretyczne podstawy wykorzystywanej metody, ze szczególnym uwzględnieniem oddziaływania promieniowania Rtg z charakteryzowanymi powierzchniami. Przedmiotem badań były powierzchnie niewygrzewanych i wygrzewanych (w temp. do 350 oC, w obojętnej atmosferze) próbek politetrafluoroetylenu (PTFE). Stosując dwa warianty wymienionej w tytule metody rozproszeniowej (X-Ray Diffuse Scattering - XDS), mianowicie XDS Longitudinal Scans i XDS Rocking Scans, oceniono wpływ wygrzewania oraz regulowanej szybkości nanoszenia ilości naniesionej próbki na szorstkość powierzchni (s), wymiary cząstek, długość korelacyjną (x) i współczynnik Hursta (h) (rys. 1-4, tabela 1). Ustalono, że wygrzewanie powoduje zmniejszenie cząstek, przy czym w przypadku próbek niewygrzewanych wymiary cząstek maleją liniowo wraz ze zwiększaniem ilości materiału (szybkości nanoszenia), a w odniesieniu do próbek wygrzewanych zależność ta wykazuje maksimum (rys. 2). Szorstkość wygrzewanych próbek nie zależy od szybkości nanoszenia (tabela 1) i jest niewielka (stałe i małe wartości s oraz h).

Słowa kluczowe

EN

polytetrafluoroethylene; X-Ray Diffuse Scattering; surface assessment; roughness; grain size

PL

politetrafluoroetylen; rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego; ocena powierzchni; szorstkość; wymiary cząstek

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 51, nr 5
• Strony: 359--364
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Gravalidis Ch.

autor

Logothetidis S.

• Aristotele University of Thessaloniki, Physics Department, Solid State Physics Section, GR-54124, Thessaloniki, Greece,

Bibliografia

• 1. Weber W., Lengeler B.: Phys. Rev. B 1992, B46, 7953.
• 2. Parrat L. G.: Phys. Rev. 1954, 95, 359.
• 3. Nevot L., Croce P.: Rev. Phys. Appl. 1980,15, 761.
• 4. Braslau A., Deutsch M., Pershan R S., Weiss A. H., Als-Nielsen J., Bohr J.: Phys. Rev. Lett. 1985, 54,114.
• 5. Sinha S. K., Sirota E. B., Garoff S., Stanley H. B.: Phys. Rev. 1988, B38, 2297.
• 6. Stone V. W., Jonas A. M., Nystem B., Legras R.: Phys. Rev. 1995, B60,5883.
• 7. Thompson C., Palasantzas G., Feng Y. R, Sinha S. K., Krim J.: Phys. Rev. 1994, B49, 4902.
• 8. www.dupont.com/releasesystems/en/products/ dryfilm_dispersion.html
• 9. Logothetidis S., Stergioudis G.: Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 2463.
• 10. Schuster H., Goebel H.: Mv. X-Ray Anal 1996, 39,1.
• 11. Bunn C. W., Howells E. R.: Nature 1954,174, 549.
• 12. Pierce R. H. H. Jr., Clark E. S., Whitney J. R, Bryant W. M. D.: Abstract of Papers, 130th Meeting of the American Chemical Society 1956, Atlantic City, NJ, p. 9S.
• 13. Nakafuku C., Takemura T.: Jpn. J. Appl Phys. 1975, 14, 599.
• 14. Clark E. S., Muus L. T.: Z. Kristallogr. 1962,117,108.
• 15. Clark E. S.: Polymer 1999, 40, 4659.