De afgelopen jaren zijn de eisen voor materiaalprestaties op industrieel en technologisch gebied blijven toenemen harde dunne films hebben in veel toepassingen unieke voordelen aangetoond. Vooral de chemische corrosieweerstand van harde dunne films is een hot topic geworden in onderzoek en toepassingen. Harde dunne films die bestand zijn tegen chemische corrosie worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, elektronica, medische instrumenten en de chemische industrie, waardoor de levensduur en betrouwbaarheid van producten aanzienlijk worden verbeterd.
De chemische corrosieweerstand van harde dunne films hangt voornamelijk af van de chemische samenstelling, structuur en bereidingsproces van de filmmaterialen. Gebruikelijke materialen voor chemische corrosiebestendige harde dunne films zijn titaniumnitride (TiN), aluminiumoxide (Al2O3), chroomnitride (CrN) en diamantfilms. Deze materialen worden gekenmerkt door een hoge hardheid, goede chemische stabiliteit en weerstand tegen hoge temperaturen, waardoor ze effectief bestand zijn tegen de erosie van zuren, logen, zouten en andere chemische reagentia.
Chemisch corrosiebestendige harde dunne films moeten uitstekende chemische stabiliteit, mechanische sterkte en thermische stabiliteit hebben. Het filmmateriaal moet bestand zijn tegen erosie door sterke zuren, logen en andere chemische reagentia, waarbij stabiele fysische en chemische eigenschappen op lange termijn behouden blijven. De film moet een hoge hardheid hebben om mechanische slijtage en schokken te weerstaan. Er moet een goede hechting zijn tussen de film en het substraat om afbladderen en barsten te voorkomen. De film moet stabiel blijven bij hoge temperaturen zonder te verzachten, te ontleden of te oxideren.
De bereidingsprocessen van chemische corrosiebestendige harde dunne films omvatten voornamelijk chemische dampdepositie (CVD), fysische dampdepositie (PVD) en sputterdepositie. Films worden gevormd door gassen die filmmateriaalcomponenten bevatten bij hoge temperaturen te ontbinden en deze op het substraatoppervlak af te zetten. Titaannitridefilms worden bijvoorbeeld gewoonlijk vervaardigd met behulp van de CVD-methode. Het filmmateriaal wordt via fysieke processen op het substraatoppervlak afgezet. PVD-methoden omvatten vacuümverdamping en sputterdepositie, die gewoonlijk worden gebruikt voor het bereiden van chroomnitridefilms en diamantfilms. Door ionenbombardement op het doelmateriaal worden atomen uitgesputterd en op het substraatoppervlak afgezet om de film te vormen. Deze methode wordt vaak gebruikt om chemische corrosiebestendige films met hoge dichtheid en uniformiteit te vervaardigen.
Met de voortdurende toename van de industriële vraag kunnen chemische corrosiebestendige films met één functie niet langer voldoen aan de eisen van complexe toepassingsomgevingen. Daarom is de ontwikkeling van functionele, chemisch corrosiebestendige harde dunne films een onderzoekshotspot geworden. Deze functionele films hebben niet alleen een uitstekende weerstand tegen chemische corrosie, maar hebben ook meerdere functies, zoals zelfreinigend, antibacteriële eigenschappen en geleidbaarheid.
Door nanostructuren op het filmoppervlak te introduceren, verkrijgt de film hydrofobe of hydrofiele eigenschappen, waardoor zelfreinigende functies mogelijk worden die veel worden gebruikt op gebieden zoals fotovoltaïsche panelen en bouwmaterialen. Door antibacteriële metalen zoals zilver en koper aan de film toe te voegen, kan deze bacteriedodende en bacteriostatische functies hebben, geschikt voor medische instrumenten en de voedselverpakkingsindustrie. Het doteren van geleidende materialen in de film verbetert de geleidbaarheid van de film, die veel wordt gebruikt in elektronische apparaten en sensorvelden.
Chemisch corrosiebestendige harde dunne films spelen een belangrijke rol in de moderne industrie en bieden met hun uitstekende prestaties betrouwbare bescherming voor verschillende apparatuur en apparaten. In de toekomst zullen, met de voortdurende vooruitgang van de technologie, de prestatie- en toepassingsvelden van chemische corrosiebestendige harde dunne films verder toenemen. Vooral de ontwikkeling van functionele harde dunne films zal meer mogelijkheden bieden voor hoogwaardige productie en geavanceerde technologiegebieden. Tegelijkertijd zal diepgaand onderzoek naar de voorbereidingsprocessen en oppervlaktemodificatietechnologieën van chemische corrosiebestendige harde dunne films helpen hun bredere industriële toepassingen te verwezenlijken.
