Chimica delle superfici e test delle superfici e modifica e miglioramento delle superfici

La frase "Le superfici coprono tutto" è quella a cui tutti dovremmo pensare un secondo. La scienza delle superfici è lo studio dei fenomeni fisici e chimici che si verificano all'interfaccia di due fasi, comprese le interfacce solido-liquido, le interfacce solido-gas, le interfacce solido-vuoto e le interfacce liquido-gas. Comprende i campi della chimica delle superfici e della fisica delle superfici. Le applicazioni pratiche correlate sono denominate congiuntamente ingegneria delle superfici. L'ingegneria delle superfici comprende concetti come catalisi eterogenea, fabbricazione di dispositivi a semiconduttore, celle a combustibile, monostrati autoassemblanti e adesivi.

 

La chimica di superficie può essere ampiamente definita come lo studio delle reazioni chimiche alle interfacce. È strettamente correlato all'ingegneria delle superfici, che mira a modificare la composizione chimica di una superficie incorporando elementi o gruppi funzionali selezionati che producono vari effetti desiderati o miglioramenti nelle proprietà della superficie o dell'interfaccia. La scienza delle superfici è di particolare importanza in campi come la catalisi eterogenea e i rivestimenti a film sottile.

 

Lo studio e l'analisi delle superfici coinvolge tecniche di analisi sia fisiche che chimiche. Diversi metodi moderni sondano gli 1-10 nm più alti delle superfici esposte al vuoto. Questi includono spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS), spettroscopia elettronica Auger (AES), diffrazione elettronica a bassa energia (LEED), spettroscopia di perdita di energia elettronica (EELS), spettroscopia di desorbimento termico, spettroscopia di diffusione ionica, spettrometria di massa di ioni secondari (SIMS) e altri metodi di analisi della superficie. Molte di queste tecniche richiedono il vuoto e apparecchiature costose poiché si basano sul rilevamento di elettroni o ioni emessi dalla superficie in studio. Oltre a tali tecniche chimiche, vengono utilizzate anche tecniche fisiche, comprese quelle ottiche.

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Per qualsiasi potenziale progetto di ingegneria che coinvolga superfici, adesivi, miglioramento dell'adesione alle superfici, modifica delle superfici per rendere le superfici idrofobe (bagnabilità difficile), idrofile (bagnabilità facile), antistatiche, antibatteriche o antimicotiche... ecc., contattaci e i nostri scienziati delle superfici ti aiuterà nei tuoi sforzi di progettazione e sviluppo. Abbiamo le conoscenze per determinare quali tecniche utilizzare per analizzare la tua superficie particolare, nonché l'accesso alle apparecchiature di prova più avanzate.

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Alcuni dei servizi che offriamo per l'analisi, il collaudo e la modifica delle superfici sono:

• Prove e caratterizzazione delle superfici

•  Modifica di superfici mediante tecniche idonee quali idrolisi a fiamma, trattamento superficiale al plasma, deposizione di strati funzionali….ecc.

• Sviluppo di processi per analisi, test e modifica delle superfici

• Selezione, approvvigionamento, modifica di apparecchiature per il trattamento delle superfici e modifica, apparecchiature di processo e caratterizzazione

• Reverse engineering di trattamenti superficiali per applicazioni speciali

• Rimozione e rimozione di strutture e rivestimenti a film sottile guasti per analizzare le superfici sottostanti per determinare la causa principale.

• Servizi di perizia e contenzioso

• Servizi di consulenza

 

Eseguiamo modifiche superficiali per una varietà di applicazioni, tra cui:

• Miglioramento dell'adesione di rivestimenti e substrati

• Rendere le superfici idrofobiche o idrofile

• Rendere le superfici antistatiche o statiche

• Rendere le superfici antimicotiche e antibatteriche

 

Film sottili e rivestimenti

Film sottili o rivestimenti sono strati di materiale sottile che vanno da frazioni di nanometro (monostrato) a diversi micrometri di spessore. I dispositivi elettronici a semiconduttore, i rivestimenti ottici, i rivestimenti resistenti ai graffi sono alcune delle principali applicazioni che beneficiano della costruzione a film sottile.

 

Un'applicazione familiare delle pellicole sottili è lo specchio domestico che in genere ha un sottile rivestimento metallico sul retro di una lastra di vetro per formare un'interfaccia riflettente. Il processo di argentatura un tempo era comunemente usato per produrre specchi. Al giorno d'oggi vengono utilizzati rivestimenti a film sottile molto più avanzati. Ad esempio, per produrre specchi a due vie viene utilizzata una pellicola molto sottile (meno di un nanometro). Le prestazioni dei rivestimenti ottici (come i rivestimenti antiriflesso o AR) sono in genere migliorate quando il rivestimento a film sottile è costituito da più strati aventi spessori e indici di rifrazione variabili. Strutture periodiche simili di film sottili alternati di materiali diversi possono formare collettivamente un cosiddetto superreticolo che sfrutta il fenomeno del confinamento quantistico limitando i fenomeni elettronici a due dimensioni. Altre applicazioni dei rivestimenti a film sottile sono film sottili ferromagnetici da utilizzare come memoria per computer, rilascio di farmaci a film sottile applicato a prodotti farmaceutici, batterie a film sottile. Anche i film sottili di ceramica sono ampiamente utilizzati. La durezza e l'inerzia relativamente elevate dei materiali ceramici rendono questi tipi di rivestimenti sottili interessanti per la protezione dei materiali del substrato da corrosione, ossidazione e usura. In particolare, l'uso di tali rivestimenti su utensili da taglio può prolungare la vita di questi articoli di diversi ordini di grandezza. La ricerca è in corso su molte applicazioni. Un esempio di ricerca è una nuova classe di materiali a base di ossidi inorganici a film sottile, chiamati ossido multicomponente di cationi di metalli pesanti amorfi, che potrebbero essere utilizzati per realizzare transistor trasparenti economici, stabili e rispettosi dell'ambiente.

 

Come qualsiasi altra materia di ingegneria, l'area dei film sottili richiede ingegneri di una varietà di discipline, compresi gli ingegneri chimici. Abbiamo risorse eccezionali in questo settore e possiamo fornirti i seguenti servizi:

• Progettazione e sviluppo di film sottili e rivestimenti

• Caratterizzazione di film sottili e rivestimenti, inclusi test chimici e analitici.

• Deposizione chimica e fisica di film sottili e rivestimenti (placcatura, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD come sputtering, sputtering reattivo ed evaporazione, e-beam, topotassi)

• Attraverso la costruzione di complesse strutture a film sottile, creiamo strutture multimateriali come nano-compositi, strutture 3D, pile di diversi strati, multistrati,…. eccetera.

• Sviluppo e ottimizzazione dei processi per la deposizione, l'incisione, la lavorazione di film sottili e rivestimenti

• Selezione, approvvigionamento, modifica del processo di film sottile e rivestimento e apparecchiature di caratterizzazione

• Reverse engineering di film sottili e rivestimenti, analisi chimica e fisica degli strati all'interno di strutture di rivestimento multistrato per determinare contenuto chimico, legami, struttura e proprietà

• Analisi della causa principale di strutture e rivestimenti a film sottile guasti

• Servizi di perizia e contenzioso

• Servizi di consulenza