Química de Superfícies e Teste de Superfícies e Modificação e Melhoria de Superfícies

A frase "Superfícies cobrem tudo" é uma que todos devemos pensar um segundo. A ciência de superfície é o estudo de fenômenos físicos e químicos que ocorrem na interface de duas fases, incluindo interfaces sólido-líquido, interfaces sólido-gás, interfaces sólido-vácuo e interfaces líquido-gás. Inclui os campos de química de superfície e física de superfície. As aplicações práticas relacionadas são referidas conjuntamente como engenharia de superfície. A engenharia de superfície abrange conceitos como catálise heterogênea, fabricação de dispositivos semicondutores, células de combustível, monocamadas automontadas e adesivos.

 

A química de superfície pode ser amplamente definida como o estudo das reações químicas nas interfaces. Está intimamente relacionada à engenharia de superfície, que visa modificar a composição química de uma superfície pela incorporação de elementos selecionados ou grupos funcionais que produzem vários efeitos desejados ou melhorias nas propriedades da superfície ou interface. A ciência da superfície é de particular importância para campos como catálise heterogênea e revestimentos de filmes finos.

 

O estudo e análise de superfícies envolve técnicas de análise física e química. Vários métodos modernos sondam os 1-10 nm superiores das superfícies expostas ao vácuo. Estes incluem espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), espectroscopia de elétrons Auger (AES), difração de elétrons de baixa energia (LEED), espectroscopia de perda de energia de elétrons (EELS), espectroscopia de dessorção térmica, espectroscopia de dispersão de íons, espectrometria de massa de íons secundários (SIMS) , e outros métodos de análise de superfície. Muitas dessas técnicas requerem vácuo e equipamentos caros, pois dependem da detecção de elétrons ou íons emitidos da superfície em estudo. Além dessas técnicas químicas, também são utilizadas técnicas físicas, incluindo técnicas ópticas.

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Para quaisquer potenciais projetos de engenharia envolvendo superfícies, adesivos, melhoria da adesão a superfícies, modificação de superfícies para tornar as superfícies hidrofóbicas (dificuldade de molhagem), hidrofílicas (fácil molhagem), antiestática, antibacteriana ou antifúngica... etc., entre em contato conosco e nossos cientistas de superfície irá ajudá-lo em seus esforços de design e desenvolvimento. Temos o conhecimento para determinar quais técnicas usar para analisar sua superfície específica, bem como acesso aos equipamentos de teste mais avançados.

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Alguns dos serviços que oferecemos para análise, teste e modificação de superfícies são:

• Ensaio e caracterização de superfícies

•  Modificação de superfícies usando técnicas adequadas como hidrólise por chama, tratamento de superfície por plasma, deposição de camadas funcionais….etc.

• Desenvolvimento de processos para análise, teste e modificação de superfícies

• Seleção, aquisição, modificação de equipamentos de tratamento e modificação de superfície, equipamentos de processo e caracterização

• Engenharia reversa de tratamentos de superfície para aplicações especiais

• Decapagem e remoção de estruturas e revestimentos de filmes finos com falha para analisar as superfícies subjacentes para determinar a causa raiz.

• Serviços periciais e contencioso

• Consultando serviços

 

Realizamos modificação de superfície para uma variedade de aplicações, incluindo:

• Melhorar a adesão de revestimentos e substratos

• Tornando superfícies hidrofóbicas ou hidrofílicas

• Tornando as superfícies antiestáticas ou estáticas

• Tornando superfícies antifúngicas e antibacterianas

 

Filmes Finos e Revestimentos

Filmes finos ou revestimentos são camadas de materiais finos que variam de frações de um nanômetro (monocamada) a vários micrômetros de espessura. Dispositivos semicondutores eletrônicos, revestimentos ópticos, revestimentos resistentes a arranhões são algumas das principais aplicações que se beneficiam da construção de película fina.

 

Uma aplicação familiar de filmes finos é o espelho doméstico, que normalmente possui um fino revestimento de metal na parte de trás de uma folha de vidro para formar uma interface refletiva. O processo de prateamento já foi comumente usado para produzir espelhos. Atualmente, revestimentos de película fina muito mais avançados estão sendo usados. Por exemplo, um revestimento de filme muito fino (menos de um nanômetro) é usado para produzir espelhos bidirecionais. O desempenho de revestimentos ópticos (como revestimentos antirreflexo ou AR) é normalmente aprimorado quando o revestimento de filme fino consiste em várias camadas com espessuras e índices de refração variados. Estruturas periódicas semelhantes de filmes finos alternados de diferentes materiais podem formar coletivamente uma chamada super-rede que explora o fenômeno do confinamento quântico restringindo fenômenos eletrônicos a duas dimensões. Outras aplicações de revestimentos de filme fino são filmes finos ferromagnéticos para uso como memória de computador, entrega de drogas de filme fino aplicado a produtos farmacêuticos, baterias de filme fino. Filmes finos de cerâmica também estão em uso generalizado. A dureza e inércia relativamente altas dos materiais cerâmicos tornam esses tipos de revestimentos finos de interesse para proteção de materiais de substrato contra corrosão, oxidação e desgaste. Em particular, o uso de tais revestimentos em ferramentas de corte pode prolongar a vida útil desses itens em várias ordens de grandeza. A pesquisa está sendo feita em muitas aplicações. Um exemplo de pesquisa é uma nova classe de materiais de óxido inorgânico de filme fino, chamado óxido multicomponente de cátion de metal pesado amorfo, que poderia ser usado para fazer transistores transparentes que são baratos, estáveis e ambientalmente benignos.

 

Como qualquer outro assunto de engenharia, a área de filmes finos demanda engenheiros de diversas disciplinas, incluindo engenheiros químicos. Temos excelentes recursos nesta área e podemos fornecer-lhe os seguintes serviços:

• Design e desenvolvimento de filmes finos e revestimentos

• Caracterização de filmes finos e revestimentos incluindo testes químicos e analíticos.

• Deposição química e física de filmes finos e revestimentos (chapeamento, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD, como sputtering, sputtering reativo e evaporação, e-beam, topotaxia)

• Através da construção de estruturas complexas de filmes finos, criamos estruturas multimateriais, como nanocompósitos, estruturas 3D, pilhas de diferentes camadas, multicamadas,…. etc.

• Desenvolvimento e otimização de processos para deposição de filmes finos e revestimentos, gravação, processamento

• Seleção, aquisição, modificação de filme fino e processo de revestimento e equipamentos de caracterização

• Engenharia reversa de filmes finos e revestimentos, análise química e física de camadas dentro de estruturas de revestimento multicamadas para determinar o conteúdo químico, ligações, estrutura e propriedades

• Análise de causa raiz de estruturas e revestimentos de filmes finos com falha

• Serviços periciais e contencioso

• Consultando serviços