În ultimii ani, cerințele de performanță a materialelor în domeniile industrial și tehnologic au continuat să crească și pelicule dure și subțiri au demonstrat avantaje unice în multe aplicații. În special, rezistența la coroziune chimică a filmelor subțiri dure a devenit un subiect fierbinte în cercetare și aplicații. Filmele subțiri dure rezistente la coroziune chimică sunt utilizate pe scară largă în industria aerospațială, electronică, instrumente medicale și industriile chimice, îmbunătățind semnificativ durata de viață și fiabilitatea produselor.
Rezistența la coroziune chimică a filmelor subțiri dure depinde în principal de compoziția chimică, structura și procesul de preparare a materialelor filmului. Materialele comune pentru filmele subțiri dure rezistente la coroziune chimică includ nitrură de titan (TiN), oxid de aluminiu (Al2O3), nitrură de crom (CrN) și filme de diamant. Aceste materiale se caracterizează prin duritate ridicată, stabilitate chimică bună și rezistență la temperaturi ridicate, rezistând eficient la eroziunea acizilor, alcalinelor, sărurilor și a altor reactivi chimici.
Filmele subțiri dure rezistente la coroziune chimică trebuie să aibă stabilitate chimică excelentă, rezistență mecanică și stabilitate termică. Materialul filmului ar trebui să reziste la eroziunea de către acizi puternici, alcalii și alți reactivi chimici, menținând proprietăți fizice și chimice stabile pe termen lung. Filmul trebuie să aibă o duritate mare pentru a rezista la uzură mecanică și impact. Ar trebui să existe o bună aderență între film și substrat pentru a preveni decojirea și crăparea. Filmul trebuie să rămână stabil la temperaturi ridicate fără a se înmuia, a se descompune sau a se oxida.
Procesele de preparare a filmelor subțiri dure rezistente la coroziune chimică includ în principal depunerea chimică în vapori (CVD), depunerea fizică în vapori (PVD) și depunerea prin pulverizare. Filmele se formează prin descompunerea gazelor care conțin componente ale materialului film la temperaturi ridicate și depunerea acestora pe suprafața substratului. De exemplu, filmele de nitrură de titan sunt preparate în mod obișnuit folosind metoda CVD. Materialul film este depus pe suprafața substratului prin procese fizice. Metodele PVD includ evaporarea în vid și depunerea prin pulverizare, utilizate în mod obișnuit pentru prepararea filmelor de nitrură de crom și a filmelor de diamant. Prin bombardarea ionică a materialului țintă, atomii sunt pulverizați și depuși pe suprafața substratului pentru a forma filmul. Această metodă este folosită în mod obișnuit pentru a prepara filme chimice rezistente la coroziune cu densitate și uniformitate ridicate.
Odată cu creșterea continuă a cererii industriale, filmele rezistente la coroziune chimică cu o singură funcție nu mai pot îndeplini cerințele mediilor complexe de aplicare. Prin urmare, dezvoltarea filmelor subțiri dure rezistente la coroziune chimică funcțională a devenit un punct fierbinte de cercetare. Aceste filme funcționale nu numai că au o rezistență excelentă la coroziune chimică, dar au și funcții multiple, cum ar fi auto-curățarea, proprietățile antibacteriene și conductivitatea.
Prin introducerea de nanostructuri pe suprafața filmului, filmul atinge proprietăți hidrofobe sau hidrofile, permițând funcții de autocurățare utilizate pe scară largă în domenii precum panourile fotovoltaice și materialele de construcție. Adăugarea de metale antibacteriene, cum ar fi argintul și cuprul în peliculă, îi permite să aibă funcții bactericide și bacteriostatice, potrivite pentru instrumentele medicale și industriile de ambalare a alimentelor. Doparea materialelor conductoare în film îmbunătățește conductibilitatea filmului, utilizată pe scară largă în dispozitivele electronice și câmpurile senzorilor.
Filmele subțiri dure rezistente la coroziune chimică joacă un rol important în industria modernă, oferind protecție fiabilă pentru diferite echipamente și dispozitive cu performanța lor excelentă. În viitor, odată cu progresul continuu al tehnologiei, performanța și domeniile de aplicare ale filmelor subțiri dure rezistente la coroziune chimică se vor extinde în continuare. În special, dezvoltarea filmelor subțiri dure și funcționale va oferi mai multe posibilități pentru producția de vârf și domeniile tehnologiei de ultimă oră. În același timp, cercetările aprofundate asupra proceselor de preparare și a tehnologiilor de modificare a suprafeței a peliculelor subțiri dure rezistente la coroziune chimică vor ajuta la realizarea aplicațiilor lor industriale mai largi.
