Повърхностна химия и тестване на повърхности и модификация и подобрение на повърхности

Фразата „Повърхностите покриват всичко“ е тази, която всички трябва да дадем секунда да помислим. Науката за повърхности е изследване на физични и химични явления, които се случват на границата на две фази, включително повърхности твърдо-течно вещество, повърхности твърдо-газ, повърхности твърдо-вакуум и повърхности течност-газ. Тя включва областите на химията на повърхността и физиката на повърхността. Свързаните практически приложения се наричат съвместно повърхностно инженерство. Повърхностното инженерство обхваща концепции като хетерогенна катализа, производство на полупроводникови устройства, горивни клетки, самосглобени монослоеве и лепила.

 

Повърхностната химия може да се дефинира най-общо като изследване на химичните реакции в интерфейсите. То е тясно свързано с повърхностното инженерство, което има за цел да модифицира химическия състав на повърхността чрез включване на избрани елементи или функционални групи, които произвеждат различни желани ефекти или подобрения в свойствата на повърхността или интерфейса. Науката за повърхностите е от особено значение за области като хетерогенна катализа и тънкослойни покрития.

 

Изследването и анализът на повърхности включва както физични, така и химични техники за анализ. Няколко съвременни метода изследват най-горните 1–10 nm от повърхностите, изложени на вакуум. Те включват рентгенова фотоелектронна спектроскопия (XPS), Auger електронна спектроскопия (AES), нискоенергийна електронна дифракция (LEED), спектроскопия на загуба на енергия на електрони (EELS), термична десорбционна спектроскопия, спектроскопия на йонно разсейване, вторична йонна масспектрометрия (SIMS) и други методи за анализ на повърхността. Много от тези техники изискват вакуум и скъпо оборудване, тъй като разчитат на откриването на електрони или йони, излъчени от изследваната повърхност. Освен такива химически техники се използват и физически, включително оптични техники.

​

За всякакви потенциални инженерни проекти, включващи повърхности, лепила, подобряване на адхезията към повърхности, модификация на повърхността за правене на повърхности хидрофобни (трудно намокряне), хидрофилни (лесно намокряне), антистатични, антибактериални или противогъбични... и т.н., свържете се с нас и нашите повърхностни учени ще ви помогне в усилията ви за проектиране и разработка. Имаме познанията да определим кои техники да използваме, за да анализираме вашата конкретна повърхност, както и достъп до най-модерното тестово оборудване.

​

Някои от услугите, които предлагаме за повърхностен анализ, тестване и модификация са:

• Изпитване и характеризиране на повърхности

•  Модифициране на повърхности с помощта на подходящи техники като пламъчна хидролиза, плазмена повърхностна обработка, отлагане на функционални слоеве….и т.н.

• Разработване на процеси за повърхностен анализ, тестване и модификация

• Избор, доставка, модификация на оборудване за повърхностна обработка и модификация, оборудване за процеси и характеризиране

• Обратно инженерство на повърхностни обработки за специални приложения

• Оголване и премахване на повредени тънкослойни структури и покрития за анализ на подлежащите повърхности за определяне на първопричината.

• Услуги за експерти и съдебни спорове

• Консултантски услуги

 

Ние извършваме повърхностна модификация за различни приложения, включително:

• Подобряване на адхезията на покрития и основи

• Създаване на повърхности хидрофобни или хидрофилни

• Изработване на повърхности антистатични или статични

• Изработване на повърхности противогъбични и антибактериални

 

Тънки филми и покрития

Тънките филми или покрития са тънки слоеве от материали, вариращи от части от нанометър (монослой) до няколко микрометра в дебелина. Електронни полупроводникови устройства, оптични покрития, устойчиви на надраскване покрития са някои основни приложения, които се възползват от тънкослойната конструкция.

 

Познато приложение на тънки филми е домакинското огледало, което обикновено има тънко метално покритие на гърба на стъклен лист, за да образува отразяващ интерфейс. Процесът на посребряване някога е бил често използван за производството на огледала. В днешно време се използват много по-модерни тънкослойни покрития. Например, много тънко филмово покритие (по-малко от нанометър) се използва за производството на двупосочни огледала. Ефективността на оптичните покрития (като антирефлексни или AR покрития) обикновено се подобрява, когато тънкослойното покритие се състои от множество слоеве с различна дебелина и индекси на пречупване. Подобни периодични структури от редуващи се тънки филми от различни материали могат колективно да образуват така наречената свръхрешетка, която използва феномена на квантово ограничение чрез ограничаване на електронните феномени до двуизмерни. Други приложения на тънкослойни покрития са феромагнитни тънки филми за използване като компютърна памет, тънкослойно доставяне на лекарства, прилагано към фармацевтични продукти, тънкослойни батерии. Керамичните тънки слоеве също са широко разпространени. Относително високата твърдост и инертност на керамичните материали прави тези видове тънки покрития от интерес за защита на субстратните материали срещу корозия, окисление и износване. По-специално, използването на такива покрития върху режещите инструменти може да удължи живота на тези елементи с няколко порядъка. Правят се изследвания на много приложения. Пример за изследване е нов клас тънкослойни неорганични оксидни материали, наречен аморфен многокомпонентен оксид на катион на тежки метали, който може да се използва за направата на прозрачни транзистори, които са евтини, стабилни и безвредни за околната среда.

 

Както всеки друг инженерен предмет, областта на тънките филми изисква инженери от различни дисциплини, включително инженери-химици. Имаме изключителни ресурси в тази област и можем да ви предоставим следните услуги:

• Проектиране и разработване на тънък филм и покрития

• Характеризиране на тънък филм и покрития, включително химически и аналитични тестове.

• Химическо и физическо отлагане на тънки филми и покрития (покритие, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD като разпрашване, реактивно разпрашване и изпаряване, електронен лъч, топотаксия)

• Чрез изграждането на сложни тънкослойни структури, ние създаваме мултиматериални структури като нано-композити, 3D структури, стекове от различни слоеве, многослойни,…. и т.н.

• Разработване и оптимизиране на процеси за отлагане на тънък слой и покритие, ецване, обработка

• Избор, доставка, модифициране на тънък филм и оборудване за процес на нанасяне на покритие и характеризиране

• Обратно инженерство на тънки филми и покрития, химичен и физичен анализ на слоеве в многослойни покривни структури за определяне на химическо съдържание, връзки, структура и свойства

• Анализ на първопричината за повредени тънкослойни структури и покрития

• Услуги за експерти и съдебни спорове

• Консултантски услуги