Chémia povrchov a testovanie povrchov a úpravy a zlepšovanie povrchov

Fráza „Povrchy pokrývajú všetko“ je tá, nad ktorou by sme sa mali všetci na chvíľu zamyslieť. Povrchová veda je štúdium fyzikálnych a chemických javov, ktoré sa vyskytujú na rozhraní dvoch fáz, vrátane rozhraní tuhá látka-kvapalina, rozhraní tuhá látka-plyn, rozhrania tuhá látka-vákuum a rozhrania kvapalina-plyn. Zahŕňa oblasti povrchovej chémie a povrchovej fyziky. Súvisiace praktické aplikácie sa spoločne označujú ako povrchové inžinierstvo. Povrchové inžinierstvo zahŕňa koncepty, ako je heterogénna katalýza, výroba polovodičových zariadení, palivové články, samo-zostavené monovrstvy a lepidlá.

 

Povrchová chémia môže byť široko definovaná ako štúdium chemických reakcií na rozhraniach. Úzko súvisí s povrchovým inžinierstvom, ktorého cieľom je modifikácia chemického zloženia povrchu začlenením vybraných prvkov alebo funkčných skupín, ktoré vytvárajú rôzne požadované efekty alebo zlepšenia vlastností povrchu alebo rozhrania. Povrchová veda je obzvlášť dôležitá pre oblasti, ako je heterogénna katalýza a tenké filmové povlaky.

 

Štúdium a analýza povrchov zahŕňa techniky fyzikálnej aj chemickej analýzy. Niekoľko moderných metód sonduje vrchných 1–10 nm povrchov vystavených vákuu. Patria sem röntgenová fotoelektrónová spektroskopia (XPS), Augerova elektrónová spektroskopia (AES), nízkoenergetická elektrónová difrakcia (LEED), elektrónová energetická stratová spektroskopia (EELS), tepelná desorpčná spektroskopia, iónová rozptylová spektroskopia, sekundárna iónová hmotnostná spektrometria (SIMS) a ďalšie metódy povrchovej analýzy. Mnohé z týchto techník vyžadujú vákuum a drahé vybavenie, pretože sa spoliehajú na detekciu elektrónov alebo iónov emitovaných zo skúmaného povrchu. Okrem takýchto chemických techník sa používajú aj fyzikálne vrátane optických techník.

​

Pre akékoľvek potenciálne inžinierske projekty týkajúce sa povrchov, lepidiel, zvyšovania priľnavosti k povrchom, povrchových úprav na dosiahnutie hydrofóbnych (ťažko zmáčavých), hydrofilných (ľahko zmáčavých), antistatických, antibakteriálnych alebo antifungálnych... atď., kontaktujte nás a našich povrchových vedcov vám pomôže vo vašom úsilí o dizajn a vývoj. Máme znalosti na to, aby sme určili, ktoré techniky použiť na analýzu vášho konkrétneho povrchu, ako aj prístup k najmodernejšiemu testovaciemu zariadeniu.

​

Niektoré zo služieb, ktoré ponúkame pre povrchovú analýzu, testovanie a úpravu, sú:

• Testovanie a charakterizácia povrchov

•  Úpravy povrchov vhodnými technikami ako je plameňová hydrolýza, plazmová povrchová úprava, nanášanie funkčných vrstiev….atď.

• Vývoj procesov pre povrchovú analýzu, testovanie a modifikáciu

• Výber, obstarávanie, úprava povrchových úprav a úprav zariadení, procesných a charakterizačných zariadení

• Reverzné inžinierstvo povrchových úprav pre špeciálne aplikácie

• Odstraňovanie a odstraňovanie zlyhaných tenkovrstvových štruktúr a povlakov na analýzu podkladových povrchov na určenie základnej príčiny.

• Svedecké a súdne služby

• Poradenské služby

 

Vykonávame povrchové úpravy pre rôzne aplikácie, vrátane:

• Zlepšenie priľnavosti náterov a podkladov

• Robiť povrchy hydrofóbnymi alebo hydrofilnými

• Vytváranie antistatických alebo statických povrchov

• Vytváranie povrchov antifungálnych a antibakteriálnych

 

Tenké filmy a nátery

Tenké filmy alebo povlaky sú tenké vrstvy materiálu s hrúbkou od frakcií nanometrov (monovrstva) po niekoľko mikrometrov. Elektronické polovodičové zariadenia, optické povlaky, povlaky odolné proti poškriabaniu sú niektoré hlavné aplikácie využívajúce konštrukciu tenkých vrstiev.

 

Známou aplikáciou tenkých vrstiev je domáce zrkadlo, ktoré má zvyčajne tenký kovový povlak na zadnej strane tabule skla, ktorý vytvára odrazové rozhranie. Proces postriebrenia sa kedysi bežne používal na výrobu zrkadiel. V súčasnosti sa používajú oveľa pokročilejšie tenkovrstvové povlaky. Napríklad veľmi tenký filmový povlak (menej ako nanometer) sa používa na výrobu obojsmerných zrkadiel. Výkon optických povlakov (ako sú antireflexné alebo AR povlaky) sa zvyčajne zvýši, keď tenký filmový povlak pozostáva z viacerých vrstiev s rôznymi hrúbkami a indexmi lomu. Podobné periodické štruktúry striedajúcich sa tenkých vrstiev rôznych materiálov môžu spoločne vytvárať takzvanú supermriežku, ktorá využíva fenomén kvantového obmedzenia obmedzením elektronických javov na dvojrozmerné. Ďalšími aplikáciami tenkovrstvových povlakov sú feromagnetické tenké filmy na použitie ako počítačová pamäť, tenkovrstvové podávanie liečiv aplikované na liečivá, tenkovrstvové batérie. Široko používané sú aj keramické tenké filmy. Relatívne vysoká tvrdosť a inertnosť keramických materiálov robí tieto typy tenkých povlakov zaujímavými na ochranu podkladových materiálov proti korózii, oxidácii a opotrebovaniu. Najmä použitie takýchto povlakov na rezných nástrojoch môže predĺžiť životnosť týchto predmetov o niekoľko rádov. Výskum sa vykonáva na mnohých aplikáciách. Príkladom výskumu je nová trieda tenkovrstvových anorganických oxidových materiálov, nazývaných amorfný katiónový viaczložkový oxid ťažkých kovov, ktorý by sa mohol použiť na výrobu transparentných tranzistorov, ktoré sú lacné, stabilné a šetrné k životnému prostrediu.

 

Ako každý iný inžiniersky predmet, aj oblasť tenkých vrstiev si vyžaduje inžinierov z rôznych odborov, vrátane chemických inžinierov. V tejto oblasti máme vynikajúce zdroje a môžeme vám poskytnúť nasledujúce služby:

• Návrh a vývoj tenkých vrstiev a povlakov

• Charakterizácia tenkých vrstiev a náterov vrátane chemických a analytických testov.

• Chemická a fyzikálna depozícia tenkých vrstiev a povlakov (pokovovanie, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD ako naprašovanie, reaktívne naprašovanie a odparovanie, e-lúč, topotaxia)

• Prostredníctvom budovania zložitých tenkovrstvových štruktúr vytvárame multimateriálové štruktúry, ako sú nanokompozity, 3D štruktúry, stohy rôznych vrstiev, multivrstvy,…. atď.

• Vývoj a optimalizácia procesov pre nanášanie tenkých vrstiev a povlakov, leptanie, spracovanie

• Výber, obstarávanie, modifikácia tenkých vrstiev a procesných a charakterizačných zariadení

• Reverzné inžinierstvo tenkých vrstiev a povlakov, chemická a fyzikálna analýza vrstiev vo vnútri viacvrstvových povlakových štruktúr na určenie chemického obsahu, väzieb, štruktúry a vlastností

• Analýza základných príčin neúspešných tenkovrstvových štruktúr a povlakov

• Svedecké a súdne služby

• Poradenské služby