МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОННО-ОБЛУЧЕННЫХ ПОЛИИМИДНЫХ ПЛЕНОК
Authors: Д.М. Абыл 
Published: November 2024

Исследовано влияние металлизации серебра и электронного облучения на физико-механические свойства полиимидных пленок. Металл, пропитавший структуру полиимидной подложки, составлял 1-5 мкм. Поверхностные покрытия содержали 80-97 относительного серебряного зеркала в видимой и инфракрасной областях. Облучение проводилось на линейном ускорителе ЭЛУ-6 со средней энергией пучка электронов 2 МэВ, интегральным током до 1000 МКА, частотой следования импульсов 200 Гц и длительностью импульса 5 МКС. Поглощенная доза в образцах составляла 10, 20, 30 и 40 мГр. Образцы деформировались при комнатной температуре при одноосном растяжении на универсальной испытательной системе Instron 5982. Структурные изменения композиционных материалов, возникающие в результате воздействия физических факторов, изучались с помощью рентгеновского дифрактометра дрон-2М на воздухе при 293 К с использованием излучения CuKa (Cu 1,5418 ). Наблюдался существенный рост механических характеристик, возникающих в результате металлизации пленки, по сравнению с чистой пленкой. Рост предела прочности на 105 МПа и пластичности на 75 связан с особенностями изменения структуры металлизированных пленок и условиями химического травления. Электронное облучение металлизированной полиимидной пленки ухудшает ее упругие и прочностные характеристики за счет образования в покрытии новых фаз в виде оксида серебра. Концентрация этих фаз возрастала с увеличением дозы, что также было результатом нарушения упорядоченной структуры материала, а именно разрыва полиимидных макромолекулярных связей и образования новых фаз серебра в покрытии. Получена математическая модель, предсказывающая упругие свойства металлизированных серебром полиимидных пленок. Эта модель согласуется с экспериментальными данными.

The impact of silver metallization and electron irradiation on the physical and mechanical properties of polyimide films has been studied. The metal that impregnated the structure of the polyimide substrate was 15 m. The surface coatings contained 8097 of the relative silver mirror in the visible and infrared regions. Irradiation was performed at the ELU-6 linear accelerator with an average beam electron energy of 2 MeV, an integral current of up to 1000 A, a pulse repetition rate of 200 Hz, and a pulse duration of 5 s. The absorbed dose in the samples was 10, 20, 30, and 40 MGy. The samples were deformed at room temperature under uniaxial tension on an Instron 5982 universal testing system. The structural changes in the composite materials that result from the impact of the physical factors were studied using an X-ray diffractometer DRON-2M in air at 293 K using CuK radiation (Cu 1.5418 ). A substantial growth of mechanical characteristics resulting from the film metallization, as compared to the pure film, was observed. The growth of the ultimate strength by 105 MPa and the plasticity by 75 is connected with the characteristics of the change of structure of the metallized films and the chemical etching conditions. The electron irradiation of the metallized polyimide film worsens its elastic and strength characteristics due to the formation of new phases in the form of silver oxide in the coating. The concentration of these phases increased with increasing dose, which was also the result of the violation of the ordered material structure, namely, the rupture of polyimide macromolecule bonds and the formation of new phases of silver in the coating. A mathematical model was obtained that predicts the elastic properties of silver metallized polyimide films. This model agrees with the experimental data.