Površinska kemija in testiranje površin ter spreminjanje in izboljšanje površin

Besedna zveza "površine pokrivajo vse" je tista, o kateri bi morali vsi razmisliti. Površinska znanost je preučevanje fizikalnih in kemijskih pojavov, ki se pojavljajo na vmesniku dveh faz, vključno z vmesniki med trdno in tekočino, vmesniki med trdno snovjo in plinom, vmesniki med trdno snovjo in vakuumom ter vmesniki med tekočino in plinom. Vključuje področji površinske kemije in površinske fizike. Povezane praktične aplikacije se skupaj imenujejo površinsko inženirstvo. Površinsko inženirstvo zajema koncepte, kot so heterogena kataliza, izdelava polprevodniških naprav, gorivne celice, samosestavljeni monosloji in lepila.

 

Površinsko kemijo lahko na splošno definiramo kot preučevanje kemijskih reakcij na vmesnikih. Tesno je povezan s površinskim inženiringom, katerega cilj je spreminjanje kemične sestave površine z vključitvijo izbranih elementov ali funkcionalnih skupin, ki proizvajajo različne želene učinke ali izboljšave lastnosti površine ali vmesnika. Površinska znanost je še posebej pomembna za področja, kot so heterogena kataliza in tankoslojni premazi.

 

Preučevanje in analiza površin vključuje fizikalne in kemijske analizne tehnike. Več sodobnih metod preiskuje najvišjih 1–10 nm površin, izpostavljenih vakuumu. Ti vključujejo rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo (XPS), Augerjevo elektronsko spektroskopijo (AES), nizkoenergijsko elektronsko difrakcijo (LEED), spektroskopijo izgube energije elektronov (EELS), termično desorpcijsko spektroskopijo, spektroskopijo sipanja ionov, sekundarno ionsko masno spektrometrijo (SIMS) in druge metode površinske analize. Mnoge od teh tehnik zahtevajo vakuum in drago opremo, saj temeljijo na zaznavanju elektronov ali ionov, ki jih oddaja proučevana površina. Poleg tovrstnih kemičnih tehnik se uporabljajo tudi fizikalne vključno z optičnimi tehnikami.

​

Za morebitne inženirske projekte, ki vključujejo površine, lepila, izboljšanje oprijema na površine, modifikacijo površin za hidrofobnost (težko vlaženje), hidrofilnost (lahko vlaženje), antistatičnost, antibakterijsko ali protiglivično ... itd., kontaktirajte nas in naše površinske znanstvenike vam bo pomagal pri načrtovanju in razvoju. Imamo znanje, da določimo, katere tehnike uporabiti za analizo vaše določene površine, kot tudi dostop do najnaprednejše preskusne opreme.

​

Nekatere storitve, ki jih ponujamo za površinsko analizo, testiranje in modifikacijo, so:

• Testiranje in karakterizacija površin

•  Modifikacija površin z uporabo ustreznih tehnik, kot so plamenska hidroliza, plazemska površinska obdelava, nanašanje funkcionalnih plasti… itd.

• Razvoj procesov za površinsko analizo, testiranje in modifikacijo

• Izbira, nabava, modifikacija opreme za površinsko obdelavo in modifikacijo, procesna in karakterizacijska oprema

• Povratni inženiring površinskih obdelav za posebne aplikacije

• Odstranjevanje in odstranjevanje okvarjenih tankoslojnih struktur in premazov za analizo spodnjih površin za ugotavljanje vzroka.

• Storitve izvedencev in sodnih postopkov

• Svetovalne storitve

 

Izvajamo modifikacije površin za različne namene, vključno z:

• Izboljšanje oprijema premazov in podlag

• Izdelava površin hidrofobnih ali hidrofilnih

• Izdelava površin antistatična ali statična

• Izdelava površin protiglivična in antibakterijska

 

Tanki filmi in premazi

Tanki filmi ali premazi so tanke plasti materiala, debeline od delcev nanometra (enoplast) do nekaj mikrometrov. Elektronske polprevodniške naprave, optični premazi, premazi, odporni na praske, so nekatere glavne aplikacije, ki imajo koristi od konstrukcije tankega filma.

 

Znana uporaba tankih filmov je gospodinjsko ogledalo, ki ima običajno tanko kovinsko prevleko na zadnji strani steklene plošče, da tvori odsevni vmesnik. Postopek srebrenja se je nekoč pogosto uporabljal za izdelavo ogledal. Dandanes se uporabljajo veliko bolj napredni tankoslojni premazi. Na primer, zelo tanek filmski premaz (manj kot nanometer) se uporablja za izdelavo dvosmernih ogledal. Učinkovitost optičnih premazov (kot so antirefleksni ali AR premazi) se običajno izboljša, če je tankoslojni premaz sestavljen iz več plasti z različnimi debelinami in lomnimi količniki. Podobne periodične strukture izmeničnih tankih plasti različnih materialov lahko skupaj tvorijo tako imenovano supermrežo, ki izkorišča pojav kvantne omejitve z omejevanjem elektronskih pojavov na dvodimenzionalne. Druge uporabe tankoslojnih premazov so feromagnetne tanke folije za uporabo kot računalniški pomnilnik, tankoslojna dostava zdravil, ki se uporablja za farmacevtske izdelke, tankoslojne baterije. V široki uporabi so tudi keramične tanke folije. Zaradi relativno visoke trdote in inertnosti keramičnih materialov so te vrste tankih prevlek zanimive za zaščito substratnih materialov pred korozijo, oksidacijo in obrabo. Zlasti uporaba takih premazov na rezalnih orodjih lahko podaljša življenjsko dobo teh predmetov za več velikosti. Raziskave potekajo na številnih aplikacijah. Primer raziskave je nov razred tankoslojnih anorganskih oksidnih materialov, imenovan amorfni večkomponentni oksid s kationom težkih kovin, ki bi ga lahko uporabili za izdelavo prozornih tranzistorjev, ki so poceni, stabilni in okolju prijazni.

 

Kot vsak drug inženirski predmet tudi področje tankih filmov zahteva inženirje iz različnih disciplin, vključno s kemijskimi inženirji. Na tem področju imamo izjemne vire in vam lahko zagotovimo naslednje storitve:

• Oblikovanje in razvoj tankih filmov in premazov

• Karakterizacija tankih filmov in premazov, vključno s kemičnimi in analitičnimi testi.

• Kemično in fizikalno nanašanje tankih filmov in prevlek (prevleka, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD, kot so razprševanje, reaktivno razprševanje in izhlapevanje, e-žarek, topotaksija)

• Z gradnjo kompleksnih tankoplastnih struktur ustvarjamo večmaterialne strukture, kot so nano-kompoziti, 3D strukture, skladi različnih plasti, večplasti,…. itd.

• Razvoj in optimizacija postopkov za nanašanje, jedkanje, obdelavo tankih filmov in prevlek

• Izbira, nabava, modifikacija tankoslojnega in procesnega premazovanja ter oprema za karakterizacijo

• Povratni inženiring tankih filmov in premazov, kemična in fizikalna analiza plasti znotraj struktur večplastnih premazov za določitev kemijske vsebnosti, vezi, strukture in lastnosti

• Analiza temeljnih vzrokov okvarjenih tankoslojnih struktur in premazov

• Storitve izvedencev in sodnih postopkov

• Svetovalne storitve