Negli ultimi anni, i requisiti in termini di prestazioni dei materiali nei settori industriale e tecnologico hanno continuato ad aumentare film sottili e duri hanno dimostrato vantaggi unici in molte applicazioni. In particolare, la resistenza alla corrosione chimica dei film duri e sottili è diventata un argomento scottante nella ricerca e nelle applicazioni. I film sottili e duri resistenti alla corrosione chimica sono ampiamente utilizzati nell'industria aerospaziale, elettronica, degli strumenti medici e chimica, migliorando significativamente la durata e l'affidabilità dei prodotti.
La resistenza alla corrosione chimica dei film duri e sottili dipende principalmente dalla composizione chimica, dalla struttura e dal processo di preparazione dei materiali del film. I materiali comuni per film sottili duri resistenti alla corrosione chimica includono nitruro di titanio (TiN), ossido di alluminio (Al2O3), nitruro di cromo (CrN) e film di diamante. Questi materiali sono caratterizzati da elevata durezza, buona stabilità chimica e resistenza alle alte temperature, resistendo efficacemente all'erosione di acidi, alcali, sali e altri reagenti chimici.
I film duri e sottili resistenti alla corrosione chimica devono avere un'eccellente stabilità chimica, resistenza meccanica e stabilità termica. Il materiale della pellicola dovrebbe resistere all'erosione da parte di acidi forti, alcali e altri reagenti chimici, mantenendo proprietà fisiche e chimiche stabili a lungo termine. Il film dovrebbe avere un'elevata durezza per resistere all'usura meccanica e agli urti. Dovrebbe esserci una buona adesione tra la pellicola e il substrato per evitare sbucciature e screpolature. La pellicola dovrebbe rimanere stabile alle alte temperature senza ammorbidirsi, decomporsi o ossidarsi.
I processi di preparazione di film sottili duri resistenti alla corrosione chimica comprendono principalmente deposizione chimica da fase vapore (CVD), deposizione fisica da fase vapore (PVD) e deposizione sputtering. Le pellicole si formano decomponendo i gas contenenti componenti del materiale della pellicola ad alte temperature e depositandoli sulla superficie del substrato. Ad esempio, le pellicole di nitruro di titanio vengono comunemente preparate utilizzando il metodo CVD. Il materiale della pellicola viene depositato sulla superficie del substrato attraverso processi fisici. I metodi PVD includono l'evaporazione sotto vuoto e la deposizione sputtering, comunemente usati per preparare pellicole di nitruro di cromo e pellicole di diamante. Mediante il bombardamento ionico del materiale target, gli atomi vengono spruzzati e depositati sulla superficie del substrato per formare la pellicola. Questo metodo è comunemente utilizzato per preparare pellicole resistenti alla corrosione chimica con elevata densità e uniformità.
Con il continuo aumento della domanda industriale, le pellicole monofunzione resistenti alla corrosione chimica non sono più in grado di soddisfare i requisiti di ambienti applicativi complessi. Pertanto, lo sviluppo di film sottili duri funzionali resistenti alla corrosione chimica è diventato un punto caldo della ricerca. Questi film funzionali non solo hanno un'eccellente resistenza alla corrosione chimica, ma hanno anche molteplici funzioni come proprietà autopulenti, antibatteriche e conduttività.
Introducendo nanostrutture sulla superficie della pellicola, la pellicola raggiunge proprietà idrofobiche o idrofile, consentendo funzioni autopulenti ampiamente utilizzate in campi come i pannelli fotovoltaici e i materiali da costruzione. L'aggiunta di metalli antibatterici come argento e rame nel film gli consente di svolgere funzioni battericide e batteriostatiche, adatte per strumenti medici e industrie di imballaggio alimentare. Il drogaggio di materiali conduttivi nella pellicola ne migliora la conduttività, ampiamente utilizzato nei dispositivi elettronici e nei campi dei sensori.
Le pellicole dure e sottili resistenti alla corrosione chimica svolgono un ruolo importante nell'industria moderna, fornendo una protezione affidabile per varie apparecchiature e dispositivi con le loro eccellenti prestazioni. In futuro, con il continuo progresso della tecnologia, le prestazioni e i campi di applicazione dei film sottili duri resistenti alla corrosione chimica si espanderanno ulteriormente. In particolare, lo sviluppo di film duri e sottili funzionali offrirà maggiori possibilità per la produzione di fascia alta e per i settori tecnologici all’avanguardia. Allo stesso tempo, una ricerca approfondita sui processi di preparazione e sulle tecnologie di modifica superficiale dei film sottili duri resistenti alla corrosione chimica aiuterà a raggiungere le loro più ampie applicazioni industriali.
