Formation of coatings from accelerated ions of fluorinated fullerene C60(CF3)12

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The first results of the deposition of coatings from accelerated ions of fluorinated fullerene C60(CF3)12 are presented. The coatings were formed at room temperature on Si substrates from a beam of singly charged C60(CF3)+12 ions with an energy of 5 keV, as well as from an ion beam, which also contained doubly charged C60(CF3)122+ ions and a certain amount of ionized fragments of molecules. The properties and structure of coatings obtained from accelerated ions of fluorinated fullerene are compared with the properties and structure of coatings obtained from accelerated C60 fullerene ions under the same conditions. According to X-ray photoelectron spectroscopy, fluorinated fullerene coatings contain about 4% fluorine. Investigations of the coatings structure and chemical bonds by X-ray photoelectron spectroscopy and Raman scattering showed that the presence of fluorine leads to decrease in the content of sp3 bonds and the formation of graphite-like sp2 structures. Coating hardness (H) and Young's modulus (E) compared to C60 ion coatings decrease from 36 to 18 GPa and from 245 to 133 GPa, respectively. The H/E ratio remained the same (~0.14). Tribological tests have shown for all coatings a friction coefficient close to 0.1. Also, all coatings are characterized by very low wear, less than 10–7 mm3/N∙m for coatings obtained from C60(CF3)12 ions, the contact angle is ~76°–78°. In the absence of fluorine, for the coating obtained from C60 ions, it is ~90°.

Sobre autores

V. Pukha

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the RAS; Hydrogen Energy Center, Ltd. (Sistema JFC PJSC)

Autor responsável pela correspondência
Email: pve@icp.ac.ru
Rússia, Chernogolovka; Chernogolovka

A. Belmesov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the RAS

Email: pve@icp.ac.ru
Rússia, Chernogolovka

E. Kabachkov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the RAS; Institute of Solid State Physics of the RAS

Email: pve@icp.ac.ru
Rússia, Chernogolovka; Chernogolovka

G. Nechaev

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the RAS

Email: pve@icp.ac.ru
Rússia, Chernogolovka

I. Lukina

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the RAS

Email: pve@icp.ac.ru
Rússia, Moscow

E. Drozdova

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the RAS

Email: pve@icp.ac.ru
Rússia, Moscow

O. Chernogorova

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the RAS

Email: pve@icp.ac.ru
Rússia, Moscow

Bibliografia

  1. Rajak D.K., Kumar A., Behera A., Menezes, P.L. // Appl. Sci. 2021. V. 11 (10). P. 4445. https://doi.org/10.3390/app11104445
  2. Schultrich B. Tetrahedrally Bonded Amorphous Carbon Films I: Basics, Structure and Preparation. Springer, 2018. P. 263.
  3. Bewilogua K., Bräuer G., Dietz A., Gäbler J., Goch G., Karpuschewski B., Szyszka B. // CIRP Annals. 2009. V. 58. Iss. 2. P. 608. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2009.09.001
  4. Narayan R. Diamond-based materials for biomedical applications. Elsevier, 2013.
  5. Malisz K., Świeczko-Żurek B., Sionkowska A. // Mate-rials. 2023. V. 16 (9). P. 3420. https://doi.org/10.3390/ma16093420
  6. Santiago J.A., Fernández-Martínez I., Sánchez-Ló-pez J.C., Rojas T.C., Wennberg A., Bellido-González V., Molina-Aldareguia J.M., Monclús M.A., González-Arrabal, R. // Surf. Coat. Technol. 2020. V. 382. P. 124899. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.124899
  7. Zhang, S., Yan, M., Yang, Y., Zhang, Y., Yan, F., Li, H. // Carbon. 2019. V. 151. P. 136. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.05.031
  8. He D., Shang L., Li W., Cheng B., Zhai H., Zhang, X., Lu Z. Zhang G. // Mater. Design. 2023. V. 226. P. 111640. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.111640
  9. Belmesov A. A., Nechaev G. V., Pukha V. E., Kabach-kov E. N., Khodos I. I., Karaseov P. A. // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2021. V. 15 (Suppl 1), P. 112. https://doi.org/10.1134/S1027451022020240
  10. Penkov O., Kim H.J., Kim H.J., Kim D.E. // Int. J. Precision Engineer. Manufact. 2014. V. 15. P. 577. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2012.11.011
  11. Pukha V.E., Zubarev E.N., Drozdov A.N., Puga-chov A.T., Jeong S.H., Nam S.C. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. V. 45 (33). P. 335302. https://doi.org/10.1088/0022-3727/45/33/335302
  12. Pukha V.E., Karbovskii V.L., Rudchenko S.O., Drozdov A.N., Maleyev M.V., Starikov V.V., Pugachov A.T. // Mater. Res. Exp. 2014. V. 1 (3). P. 035049. https://doi.org/10.1088/2053-1591/1/3/035049
  13. Pukha V.E., Karbovskii V.L., Drozdov A.N., Pugachov A.T. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. V. 46 (48). P. 485305. https://doi.org/10.1088/0022-3727/46/48/485305
  14. Penkov O.V., Pukha V.E., Starikova S.L., Khadem M., Starikov V.V., Maleev M.V., Kim D.E. // Biomaterials. 2016. V. 102. P. 130. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2016.06.029
  15. Khadem M., Pukha V.E., Penkov O.V., Khodos I.I., Belmesov A.A., Nechaev G.V., Kabachkov E.N., Karaseov P.A., Kim, D.E. // Surf. Coat. Technol. 2021. V. 424. P. 127670. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127670
  16. Lifshitz Y., Kasi S.R., Rabalais J.W., Eckstein W. // Phys. Rev. B. 1990. V. 41 (15). P. 10468. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.41.10468
  17. Popok V.N., Barke I., Campbell E.E., Meiwes-Broer K.H. // Surf. Sci. Rep. 2011. V. 66 (10). P. 347. https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2011.05.002
  18. Troyanov S.I., Dimitrov A., Kemnitz E. // Angewandte Chemie. 2006. V. 118 (12). P. 2005. https://doi.org/10.1002/ange.200503964
  19. Gruzinskaya N.I., Aleshina V.E., Borshchevskii A.Ya., Troyanov S.I., Sidorov L.N. // Rus. J. Phys. Chem. A. 2007. V. 81. P. 312. https://doi.org/10.1134/S003602440702029X
  20. Khatymov R.V., Markov V.Y., Tuktarov R.F., Ioffe I.N., Muftakhov M.V., Avdoshenko S.M., Pogulay A.V., Sidorov L.N. // Int. J. Mass Spectrometry. 2008. V. 272. P. 119. https://doi.org/10.1016/j.ijms.2008.01.007
  21. Wang J., Zhang K., Zhang L., Wang F., Zhang J., Zheng W. // Appl. Surf. Sci. 2018. V. 457. P. 388. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.06.249
  22. Wang J., Ma J., Huang W., Wang L., He H., Liu, C. // Surf. Coat. Technol. 2017. V. 316. P. 22. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.02.065
  23. Zhang L., Wang F., Qiang L., Gao K., Zhang B., Zhang, J. // RSC Advances, 2015. V. 5(13), P. 9635. https://doi.org/10.1039/C4RA14078H
  24. Chen X., Wang X., Fang D. // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 2020. V.28 (12), P. 1048. https://doi.org/10.1080/1536383X.2020.1794851
  25. Lin Y.H., Syue Y.C., Lin H.D., Chen U.S., Chang Y.S., Chen J.R., Shih H.C. // Appl. Surf. Sci. 2008. V. 255. P. 2139. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2008.07.084
  26. Ferrari A.C., Robertson J. // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. P. 14095. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.14095
  27. Ferrari A.C. // Surf. Coat. Technol. 2004. V. 180. P. 190. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2003.10.146
  28. Mallet-Ladeira P., Puech P., Toulouse C., Cazayous M., Ratel-Ramond N., Weisbecker P., Vignoles G.L., Monthioux M. // Carbon. 2014. V. 80. P. 629. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2014.09.006
  29. Ostrovskaya L.Y. // J. Nanosci. Nanotechnol. 2009. V. 9. P. 3665. https://doi.org/10.1166/jnn.2009.NS48
  30. Zhang L., Zong X., Guo F., He B., Yuan X. // Coatings. 2020. V. 10. P. 878. https://doi.org/10.3390/coatings10090878
  31. Bhattacharyya D., Depci T., Assemi S., Prisbrey K., Miller J.D. // ECS Transactions. 2015. V. 66 (14). P. 45. https://doi.org/10.1149/06614.0045ecst

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

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».