W ostatnich latach wymagania dotyczące właściwości materiałów w obszarach przemysłowych i technologicznych stale rosną twarde cienkie folie wykazały wyjątkowe zalety w wielu zastosowaniach. Szczególnie odporność na korozję chemiczną twardych cienkich warstw stała się gorącym tematem w badaniach i zastosowaniach. Twarde cienkie folie odporne na korozję chemiczną są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, elektronicznym, instrumentarium medycznym i przemyśle chemicznym, znacznie zwiększając żywotność i niezawodność produktów.
Odporność na korozję chemiczną twardych cienkich folii zależy głównie od składu chemicznego, struktury i procesu przygotowania materiałów foliowych. Typowe materiały na twarde cienkie powłoki odporne na korozję chemiczną obejmują azotek tytanu (TiN), tlenek glinu (Al2O3), azotek chromu (CrN) i folie diamentowe. Materiały te charakteryzują się wysoką twardością, dobrą stabilnością chemiczną i odpornością na wysokie temperatury, skutecznie przeciwstawiając się erozji kwasów, zasad, soli i innych odczynników chemicznych.
Twarde cienkie warstwy odporne na korozję chemiczną muszą charakteryzować się doskonałą stabilnością chemiczną, wytrzymałością mechaniczną i stabilnością termiczną. Materiał folii powinien być odporny na erozję pod wpływem silnych kwasów, zasad i innych odczynników chemicznych, zachowując długoterminowe stabilne właściwości fizyczne i chemiczne. Folia powinna mieć wysoką twardość, aby była odporna na zużycie mechaniczne i uderzenia. Pomiędzy folią a podłożem powinna występować dobra przyczepność, aby zapobiec łuszczeniu się i pękaniu. Folia powinna pozostać stabilna w wysokich temperaturach, nie mięknąc, nie rozkładając się ani nie utleniając.
Procesy przygotowania twardych cienkich warstw odpornych na korozję chemiczną obejmują głównie chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD), fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) i osadzanie przez rozpylanie katodowe. Folie powstają w wyniku rozkładu gazów zawierających składniki materiału filmowego w wysokich temperaturach i osadzania ich na powierzchni podłoża. Na przykład folie z azotku tytanu są powszechnie wytwarzane metodą CVD. Materiał foliowy osadza się na powierzchni podłoża w drodze procesów fizycznych. Metody PVD obejmują odparowanie próżniowe i osadzanie przez napylanie katodowe, powszechnie stosowane do wytwarzania warstw azotku chromu i warstw diamentowych. W wyniku bombardowania jonowego materiału docelowego atomy są rozpylane i osadzane na powierzchni podłoża, tworząc warstwę. Metodę tę powszechnie stosuje się do wytwarzania folii odpornych na korozję chemiczną o dużej gęstości i jednorodności.
Wraz ze stałym wzrostem zapotrzebowania przemysłu, jednofunkcyjne folie odporne na korozję chemiczną nie są już w stanie spełniać wymagań złożonych środowisk zastosowań. Dlatego też opracowanie funkcjonalnych, odpornych na korozję, twardych, cienkich warstw stało się głównym obszarem badań. Te folie funkcjonalne mają nie tylko doskonałą odporność na korozję chemiczną, ale także spełniają wiele funkcji, takich jak samooczyszczanie, właściwości antybakteryjne i przewodność.
Wprowadzając nanostruktury na powierzchnię folii, folia osiąga właściwości hydrofobowe lub hydrofilowe, umożliwiając funkcje samooczyszczania szeroko stosowane w takich dziedzinach, jak panele fotowoltaiczne i materiały budowlane. Dodanie do folii metali antybakteryjnych, takich jak srebro i miedź, umożliwia jej działanie bakteriobójcze i bakteriostatyczne, odpowiednie do stosowania w instrumentach medycznych i przemyśle pakowania żywności. Domieszkowanie materiałów przewodzących w folii zwiększa jej przewodność, szeroko stosowaną w urządzeniach elektronicznych i polach czujnikowych.
Odporne na korozję chemiczną twarde cienkie folie odgrywają ważną rolę we współczesnym przemyśle, zapewniając niezawodną ochronę różnego sprzętu i urządzeń dzięki ich doskonałej wydajności. W przyszłości, wraz z ciągłym rozwojem technologii, zakres wydajności i zastosowań twardych, cienkich warstw odpornych na korozję chemiczną będzie się dalej rozszerzał. W szczególności rozwój funkcjonalnych twardych cienkich folii zapewni więcej możliwości dla zaawansowanych dziedzin produkcji i najnowocześniejszych technologii. Jednocześnie dogłębne badania nad procesami przygotowania i technologiami modyfikacji powierzchni twardych cienkich warstw odpornych na korozję chemiczną pomogą w osiągnięciu ich szerszych zastosowań przemysłowych.
