Paano lumalaban sa kemikal ang mga hard thin films?

Paano lumalaban sa kemikal ang mga hard thin films?

2024-06-14 Balita sa Industriya

Sa mga nagdaang taon, ang mga kinakailangan para sa pagganap ng materyal sa larangan ng industriya at teknolohikal ay patuloy na tumaas, at matigas na manipis na pelikula ay nagpakita ng mga natatanging pakinabang sa maraming aplikasyon. Lalo na, ang chemical corrosion resistance ng hard thin films ay naging mainit na paksa sa pananaliksik at aplikasyon. Ang mga hard thin film na lumalaban sa chemical corrosion ay malawakang ginagamit sa aerospace, electronics, medikal na instrumento, at kemikal na industriya, na makabuluhang nagpapahusay sa buhay ng serbisyo at pagiging maaasahan ng mga produkto.

Ang chemical corrosion resistance ng hard thin films ay higit sa lahat ay nakasalalay sa kemikal na komposisyon, istraktura, at proseso ng paghahanda ng mga materyales sa pelikula. Kasama sa mga karaniwang materyales para sa chemical corrosion-resistant hard thin films ang titanium nitride (TiN), aluminum oxide (Al2O3), chromium nitride (CrN), at diamond films. Ang mga materyales na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na tigas, mahusay na katatagan ng kemikal, at paglaban sa mataas na temperatura, na epektibong lumalaban sa pagguho ng mga acid, alkalis, asin, at iba pang mga kemikal na reagents.

Ang mga hard thin film na lumalaban sa kemikal na lumalaban sa kaagnasan ay kailangang magkaroon ng mahusay na katatagan ng kemikal, lakas ng makina, at katatagan ng init. Ang materyal ng pelikula ay dapat labanan ang pagguho ng malakas na acid, alkalis, at iba pang mga kemikal na reagents, na nagpapanatili ng pangmatagalang matatag na pisikal at kemikal na mga katangian. Ang pelikula ay dapat na may mataas na tigas upang labanan ang mekanikal na pagkasira at epekto. Dapat mayroong mahusay na pagdirikit sa pagitan ng pelikula at ng substrate upang maiwasan ang pagbabalat at pag-crack. Ang pelikula ay dapat manatiling matatag sa mataas na temperatura nang hindi lumalambot, nabubulok, o nag-o-oxidize.

Ang mga proseso ng paghahanda ng chemical corrosion-resistant hard thin films ay pangunahing kinabibilangan ng chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), at sputtering deposition. Ang mga pelikula ay nabuo sa pamamagitan ng mga nabubulok na gas na naglalaman ng mga sangkap ng materyal ng pelikula sa mataas na temperatura at pagdedeposito ng mga ito sa ibabaw ng substrate. Halimbawa, ang mga titanium nitride na pelikula ay karaniwang inihahanda gamit ang paraan ng CVD. Ang materyal ng pelikula ay idineposito sa ibabaw ng substrate sa pamamagitan ng mga pisikal na proseso. Kasama sa mga pamamaraan ng PVD ang vacuum evaporation at sputtering deposition, na karaniwang ginagamit para sa paghahanda ng chromium nitride film at diamond films. Sa pamamagitan ng pagbomba ng ion sa target na materyal, ang mga atomo ay nabubulok at idineposito sa ibabaw ng substrate upang mabuo ang pelikula. Ang pamamaraang ito ay karaniwang ginagamit upang maghanda ng mga kemikal na lumalaban sa kaagnasan na mga pelikula na may mataas na density at pagkakapareho.

Sa patuloy na pagtaas ng pangangailangang pang-industriya, hindi na matutugunan ng mga single-function na kemikal na lumalaban sa kaagnasan na pelikula ang mga kinakailangan ng mga kumplikadong kapaligiran ng aplikasyon. Samakatuwid, ang pagbuo ng mga functional na kemikal na lumalaban sa kaagnasan ng matapang na manipis na pelikula ay naging isang hotspot ng pananaliksik. Ang mga functional film na ito ay hindi lamang may mahusay na chemical corrosion resistance ngunit mayroon ding maraming function tulad ng self-cleaning, antibacterial properties, at conductivity.

Sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga nanostructure sa ibabaw ng pelikula, nakakamit ng pelikula ang hydrophobic o hydrophilic na mga katangian, na nagbibigay-daan sa mga function ng paglilinis sa sarili na malawakang ginagamit sa mga larangan tulad ng mga photovoltaic panel at mga materyales sa gusali. Ang pagdaragdag ng mga antibacterial na metal tulad ng pilak at tanso sa pelikula ay nagbibigay-daan dito na magkaroon ng bactericidal at bacteriostatic function, na angkop para sa mga medikal na instrumento at mga industriya ng food packaging. Ang pagdo-doping ng mga conductive na materyales sa pelikula ay nagpapahusay sa conductivity ng pelikula, na malawakang ginagamit sa mga electronic device at sensor field.

Ang mga hard thin film na lumalaban sa kemikal na lumalaban sa kaagnasan ay may mahalagang papel sa modernong industriya, na nagbibigay ng maaasahang proteksyon para sa iba't ibang kagamitan at device na may mahusay na pagganap. Sa hinaharap, sa patuloy na pag-unlad ng teknolohiya, ang pagganap at mga larangan ng aplikasyon ng chemical corrosion-resistant hard thin films ay lalawak pa. Lalo na, ang pagbuo ng mga functional na hard thin films ay magbibigay ng mas maraming posibilidad para sa high-end na manufacturing at cutting-edge na mga larangan ng teknolohiya. Kasabay nito, ang malalim na pananaliksik sa mga proseso ng paghahanda at mga teknolohiya sa pagbabago sa ibabaw ng mga chemical corrosion-resistant hard thin films ay makakatulong na makamit ang kanilang mas malawak na pang-industriyang aplikasyon.