Хімія поверхні та тестування поверхонь, модифікація та вдосконалення поверхні

Фраза «Поверхні покривають усе» — це те, про що ми всі повинні задуматися. Наука про поверхню — це дослідження фізичних і хімічних явищ, які відбуваються на межі розділу двох фаз, включаючи межі розділу тверда речовина-рідина, межі розділу тверде тіло-газ, межі розділу тверде тіло-вакуум і межі розділу рідина-газ. Він включає в себе поля хімії поверхні та фізики поверхні. Відповідні практичні застосування разом називають інженерією поверхні. Поверхнева інженерія охоплює такі концепції, як гетерогенний каталіз, виготовлення напівпровідникових пристроїв, паливні елементи, самозбірні моношари та клеї.

 

Хімію поверхні можна загалом визначити як дослідження хімічних реакцій на межах розділу. Це тісно пов’язане з поверхневою інженерією, метою якої є модифікація хімічного складу поверхні шляхом включення вибраних елементів або функціональних груп, які створюють різні бажані ефекти або покращують властивості поверхні чи розділу. Наука про поверхню має особливе значення для таких галузей, як гетерогенний каталіз і тонкоплівкові покриття.

 

Дослідження та аналіз поверхонь включає як фізичні, так і хімічні методи аналізу. Кілька сучасних методів досліджують найвищі 1–10 нм поверхонь, що піддаються впливу вакууму. До них належать рентгенівська фотоелектронна спектроскопія (XPS), оже-електронна спектроскопія (AES), дифракція низькоенергетичних електронів (LEED), спектроскопія втрати енергії електронів (EELS), спектроскопія термічної десорбції, спектроскопія розсіювання іонів, мас-спектрометрія вторинних іонів (SIMS) та інші методи аналізу поверхні. Багато з цих методів вимагають вакууму та дорогого обладнання, оскільки вони покладаються на виявлення електронів або іонів, що випускаються досліджуваною поверхнею. Крім таких хімічних методів, також використовуються фізичні, включаючи оптичні методи.

​

Для будь-яких потенційних інженерних проектів, пов’язаних із поверхнями, адгезивами, покращенням адгезії до поверхонь, модифікацією поверхні для того, щоб зробити поверхню гідрофобною (важко змочується), гідрофільною (легко змочується), антистатичною, антибактеріальною чи протигрибковою... тощо, зв’яжіться з нами та нашими дослідниками поверхонь. допоможе вам у ваших зусиллях щодо проектування та розробки. У нас є знання, щоб визначити, які методи використовувати для аналізу вашої конкретної поверхні, а також доступ до найсучаснішого тестового обладнання.

​

Деякі з послуг, які ми пропонуємо для аналізу, тестування та модифікації поверхонь:

• Тестування та характеристика поверхонь

•  Модифікація поверхонь за допомогою відповідних методів, таких як полум’яний гідроліз, плазмова обробка поверхні, нанесення функціональних шарів… тощо.

• Розробка процесу для аналізу поверхні, тестування та модифікації

• Вибір, закупівля, модифікація обладнання для обробки поверхні та модифікації, обладнання для процесу та визначення характеристик

• Зворотне проектування обробки поверхні для спеціальних застосувань

• Зачистка та видалення несправних тонкоплівкових структур і покриттів для аналізу підстилаючих поверхонь для визначення першопричини.

• Послуги експерта та ведення судових процесів

• Консультаційні послуги

 

Ми виконуємо модифікацію поверхні для різноманітних застосувань, зокрема:

• Поліпшення адгезії покриттів і основ

• Створення поверхонь гідрофобними або гідрофільними

• Виготовлення поверхонь антистатичними або статичними

• Надання поверхонь протигрибкових та антибактеріальних засобів

 

Тонкі плівки та покриття

Тонкі плівки або покриття — це тонкі шари матеріалу товщиною від часток нанометра (моносар) до кількох мікрометрів. Електронні напівпровідникові пристрої, оптичні покриття, покриття, стійкі до подряпин, є одними з основних застосувань, які отримують користь від тонкоплівкових конструкцій.

 

Звичним застосуванням тонких плівок є побутове дзеркало, яке зазвичай має тонке металеве покриття на тильній стороні аркуша скла для формування відбиваючої поверхні. Процес сріблення колись широко використовувався для виготовлення дзеркал. Зараз використовуються набагато більш досконалі тонкоплівкові покриття. Наприклад, для виготовлення двосторонніх дзеркал використовується дуже тонке плівкове покриття (менше нанометра). Ефективність оптичних покриттів (таких як антиблікове покриття або покриття AR) зазвичай покращується, коли тонкоплівкове покриття складається з кількох шарів, що мають різну товщину та показники заломлення. Подібні періодичні структури тонких плівок різних матеріалів, що чергуються, можуть у сукупності утворювати так звану суперґратку, яка використовує явище квантового обмеження, обмежуючи електронні явища двовимірністю. Інші застосування тонкоплівкових покриттів — це феромагнітні тонкі плівки для використання в якості комп’ютерної пам’яті, тонкоплівкові доставки ліків, що застосовуються до фармацевтичних препаратів, тонкоплівкові батареї. Також широко використовуються тонкі керамічні плівки. Відносно висока твердість та інертність керамічних матеріалів робить ці типи тонких покриттів цікавими для захисту матеріалів підкладки від корозії, окислення та зносу. Зокрема, використання таких покриттів на ріжучих інструментах може подовжити термін служби цих предметів на кілька порядків. Дослідження проводяться щодо багатьох програм. Прикладом дослідження є новий клас тонкоплівкових неорганічних оксидних матеріалів, які називаються аморфними багатокомпонентними оксидами катіонів важких металів, які можна використовувати для виготовлення прозорих транзисторів, які є недорогими, стабільними та безпечними для навколишнього середовища.

 

Як і будь-який інший інженерний предмет, область тонких плівок вимагає інженерів з різних дисциплін, включаючи інженерів-хіміків. Ми маємо чудові ресурси в цій галузі та можемо надати вам такі послуги:

• Проектування та розробка тонкої плівки та покриттів

• Характеристика тонких плівок і покриттів, включаючи хімічні та аналітичні випробування.

• Хімічне та фізичне осадження тонких плівок і покриттів (покриття, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD, наприклад напилення, реактивне напилення та випаровування, електронний промінь, топотаксія)

• Завдяки побудові складних тонкоплівкових структур ми створюємо багатоматеріальні структури, такі як нанокомпозити, 3D-структури, стоси різних шарів, багатошарові… тощо

• Розробка та оптимізація процесу нанесення тонкої плівки та покриття, травлення, обробки

• Вибір, закупівля, модифікація обладнання для обробки тонкої плівки та покриття та визначення характеристик

• Реверсна інженерія тонких плівок і покриттів, хімічний і фізичний аналіз шарів всередині структур багатошарового покриття для визначення хімічного вмісту, зв'язків, структури та властивостей

• Аналіз першопричин несправності тонкоплівкових структур і покриттів

• Послуги експерта та ведення судових процесів

• Консультаційні послуги