Chemia powierzchni i testowanie powierzchni oraz modyfikacja i ulepszanie powierzchni

Wyrażenie „Powierzchnie pokrywają wszystko” jest tym, o czym wszyscy powinniśmy pomyśleć. Nauka o powierzchni zajmuje się badaniem zjawisk fizycznych i chemicznych zachodzących na styku dwóch faz, w tym na granicy faz ciało stałe-ciecz, ciało stałe-gaz, ciało stałe-próżnia i ciecz-gaz. Obejmuje dziedziny chemii powierzchni i fizyki powierzchni. Powiązane zastosowania praktyczne są wspólnie określane jako inżynieria powierzchni. Inżynieria powierzchni obejmuje takie koncepcje, jak kataliza heterogeniczna, wytwarzanie urządzeń półprzewodnikowych, ogniwa paliwowe, samoorganizujące się monowarstwy i kleje.

 

Chemię powierzchni można ogólnie zdefiniować jako badanie reakcji chemicznych na granicy faz. Jest to ściśle związane z inżynierią powierzchni, która ma na celu modyfikację składu chemicznego powierzchni poprzez włączenie wybranych pierwiastków lub grup funkcyjnych, które dają różne pożądane efekty lub poprawę właściwości powierzchni lub granicy faz. Nauka o powierzchni ma szczególne znaczenie w dziedzinach takich jak kataliza heterogeniczna i powłoki cienkowarstwowe.

 

Badanie i analiza powierzchni obejmuje zarówno techniki analizy fizycznej, jak i chemicznej. Kilka nowoczesnych metod bada najwyższe 1–10 nm powierzchni narażonych na działanie próżni. Należą do nich rentgenowska spektroskopia fotoelektronów (XPS), spektroskopia elektronów Augera (AES), dyfrakcja elektronów niskoenergetycznych (LEED), spektroskopia strat energii elektronów (EELS), spektroskopia desorpcji termicznej, spektroskopia rozpraszania jonów, spektrometria mas jonów wtórnych (SIMS) i inne metody analizy powierzchni. Wiele z tych technik wymaga próżni i drogiego sprzętu, ponieważ polegają na wykrywaniu elektronów lub jonów emitowanych z badanej powierzchni. Oprócz takich technik chemicznych stosuje się również techniki fizyczne, w tym optyczne.

​

W przypadku wszelkich potencjalnych projektów inżynieryjnych dotyczących powierzchni, klejów, zwiększenia przyczepności do powierzchni, modyfikacji powierzchni w celu uzyskania hydrofobowości (trudne zwilżanie), hydrofilowej (łatwe zwilżanie), antystatycznej, antybakteryjnej lub przeciwgrzybiczej itp., skontaktuj się z nami i naszymi naukowcami zajmującymi się powierzchniami pomoże Ci w pracach projektowych i rozwojowych. Posiadamy wiedzę pozwalającą określić, jakich technik użyć do analizy konkretnej powierzchni, a także dostęp do najbardziej zaawansowanego sprzętu testowego.

​

Niektóre z oferowanych przez nas usług analizy, testowania i modyfikacji powierzchni to:

• Badanie i charakterystyka powierzchni

•  Modyfikacja powierzchni przy użyciu odpowiednich technik, takich jak hydroliza płomieniowa, obróbka powierzchni plazmą, osadzanie warstw funkcjonalnych… itd.

• Opracowanie procesu do analizy, testowania i modyfikacji powierzchni

• Wybór, zakup, modyfikacja sprzętu do obróbki powierzchni i modyfikacji, sprzętu do przetwarzania i charakteryzacji

• Inżynieria odwrotna obróbki powierzchni do zastosowań specjalnych

• Zdzieranie i usuwanie uszkodzonych struktur i powłok cienkowarstwowych w celu przeanalizowania leżących pod nimi powierzchni w celu określenia pierwotnej przyczyny.

• Usługi biegłych sądowych i procesowych

• Usługi doradcze

 

Wykonujemy modyfikacje powierzchni do różnorodnych zastosowań, m.in.:

• Poprawa przyczepności powłok i podłoży

• Tworzenie hydrofobowych lub hydrofilowych powierzchni

• Wykonywanie powierzchni antystatycznych lub statycznych

• Wykonywanie powierzchni antygrzybiczych i antybakteryjnych

 

Cienkie folie i powłoki

Cienkie folie lub powłoki to cienkie warstwy materiału o grubości od ułamków nanometra (monowarstwa) do kilku mikrometrów. Elektroniczne urządzenia półprzewodnikowe, powłoki optyczne, powłoki odporne na zarysowania to niektóre z głównych zastosowań, w których czerpie korzyści z konstrukcji cienkowarstwowej.

 

Znanym zastosowaniem cienkich folii jest lustro do użytku domowego, które zazwyczaj ma cienką powłokę metalową z tyłu tafli szkła, aby utworzyć odblaskowy interfejs. Proces srebrzenia był kiedyś powszechnie stosowany do produkcji luster. Obecnie stosuje się znacznie bardziej zaawansowane powłoki cienkowarstwowe. Na przykład bardzo cienka powłoka (mniej niż nanometr) jest używana do produkcji luster dwukierunkowych. Wydajność powłok optycznych (takich jak powłoki antyrefleksyjne lub AR) jest zazwyczaj zwiększona, gdy powłoka cienkowarstwowa składa się z wielu warstw o różnych grubościach i współczynnikach załamania. Podobne okresowe struktury naprzemiennych cienkich warstw z różnych materiałów mogą wspólnie tworzyć tak zwaną supersieć, która wykorzystuje zjawisko uwięzienia kwantowego poprzez ograniczenie zjawisk elektronicznych do dwóch wymiarów. Inne zastosowania powłok cienkowarstwowych to cienkie folie ferromagnetyczne do wykorzystania jako pamięć komputera, cienkowarstwowe dostarczanie leków do farmaceutyków, cienkowarstwowe baterie. Szeroko stosowane są również cienkie warstwy ceramiczne. Stosunkowo wysoka twardość i obojętność materiałów ceramicznych sprawia, że tego typu cienkie powłoki są interesujące dla ochrony materiałów podłoża przed korozją, utlenianiem i zużyciem. W szczególności zastosowanie takich powłok na narzędziach skrawających może przedłużyć żywotność tych przedmiotów o kilka rzędów wielkości. Prowadzone są badania nad wieloma aplikacjami. Przykładem badań jest nowa klasa cienkowarstwowych nieorganicznych materiałów tlenkowych, zwanych wieloskładnikowymi tlenkami amorficznego kationu metali ciężkich, które można wykorzystać do wytwarzania przezroczystych tranzystorów, które są niedrogie, stabilne i przyjazne dla środowiska.

 

Jak każdy inny przedmiot inżynierski, obszar cienkich warstw wymaga inżynierów z różnych dyscyplin, w tym inżynierów chemii. Dysponujemy znakomitymi zasobami w tej dziedzinie i możemy zapewnić Państwu następujące usługi:

• Projektowanie i opracowywanie cienkich warstw i powłok

• Charakterystyka cienkich warstw i powłok, w tym testy chemiczne i analityczne.

• Chemiczne i fizyczne osadzanie cienkich warstw i powłok (platerowanie, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD, takie jak napylanie, napylanie reaktywne i odparowywanie, e-beam, topotaksy)

• Poprzez budowanie złożonych struktur cienkowarstwowych tworzymy struktury multimateriałowe, takie jak nanokompozyty, struktury 3D, stosy różnych warstw, wielowarstwy,…. itp.

• Rozwój i optymalizacja procesu osadzania cienkich warstw i powłok, trawienia, przetwarzania

• Wybór, zakup, modyfikacja procesu cienkowarstwowego i powlekania oraz sprzętu do charakteryzacji

• Inżynieria odwrotna cienkich warstw i powłok, analiza chemiczna i fizyczna warstw wewnątrz wielowarstwowych struktur powłokowych w celu określenia składu chemicznego, wiązań, struktury i właściwości

• Analiza przyczyn źródłowych uszkodzonych struktur i powłok cienkowarstwowych

• Usługi biegłych sądowych i procesowych

• Usługi doradcze