Under senare år har kraven på materialprestanda inom de industriella och tekniska områdena fortsatt att öka, och hårda tunna filmer har visat unika fördelar i många applikationer. Speciellt den kemiska korrosionsbeständigheten hos hårda tunna filmer har blivit ett hett ämne inom forskning och tillämpningar. Hårda tunna filmer som är resistenta mot kemisk korrosion används ofta inom flyg-, elektronik-, medicinska instrument och kemisk industri, vilket avsevärt förbättrar produkternas livslängd och tillförlitlighet.
Den kemiska korrosionsbeständigheten hos hårda tunna filmer beror huvudsakligen på filmmaterialens kemiska sammansättning, struktur och beredningsprocess. Vanliga material för kemiska korrosionsbeständiga hårda tunna filmer inkluderar titannitrid (TiN), aluminiumoxid (Al2O3), kromnitrid (CrN) och diamantfilmer. Dessa material kännetecknas av hög hårdhet, god kemisk stabilitet och motståndskraft mot höga temperaturer, vilket effektivt motstår erosion av syror, alkalier, salter och andra kemiska reagenser.
Kemiskt korrosionsbeständiga hårda tunna filmer måste ha utmärkt kemisk stabilitet, mekanisk styrka och termisk stabilitet. Filmmaterialet bör motstå erosion av starka syror, alkalier och andra kemiska reagenser och bibehålla långsiktigt stabila fysikaliska och kemiska egenskaper. Filmen bör ha hög hårdhet för att motstå mekaniskt slitage och slag. Det bör finnas god vidhäftning mellan filmen och underlaget för att förhindra flagning och sprickbildning. Filmen ska förbli stabil vid höga temperaturer utan att mjukna, sönderdelas eller oxideras.
Beredningsprocesserna för kemiska korrosionsbeständiga hårda tunna filmer inkluderar huvudsakligen kemisk ångavsättning (CVD), fysikalisk ångavsättning (PVD) och sputtering. Filmer bildas genom att sönderdela gaser som innehåller filmmaterialkomponenter vid höga temperaturer och avsätta dem på substratytan. Till exempel framställs titannitridfilmer vanligtvis med användning av CVD-metoden. Filmmaterialet avsätts på substratytan genom fysikaliska processer. PVD-metoder inkluderar vakuumindunstning och förstoftningsavsättning, som vanligtvis används för framställning av kromnitridfilmer och diamantfilmer. Genom jonbombardemang av målmaterialet sputteras atomer ut och avsätts på substratytan för att bilda filmen. Denna metod används vanligtvis för att framställa kemiska korrosionsbeständiga filmer med hög densitet och enhetlighet.
Med den kontinuerliga ökningen av industriell efterfrågan kan enfunktions kemiska korrosionsbeständiga filmer inte längre uppfylla kraven i komplexa applikationsmiljöer. Därför har utvecklingen av funktionella kemiska korrosionsbeständiga hårda tunna filmer blivit en forskningshotspot. Dessa funktionella filmer har inte bara utmärkt kemisk korrosionsbeständighet utan har också flera funktioner såsom självrengörande, antibakteriella egenskaper och konduktivitet.
Genom att introducera nanostrukturer på filmytan uppnår filmen hydrofoba eller hydrofila egenskaper, vilket möjliggör självrengörande funktioner som ofta används inom områden som solcellspaneler och byggmaterial. Genom att lägga till antibakteriella metaller som silver och koppar i filmen kan den ha bakteriedödande och bakteriostatiska funktioner, lämpliga för medicinska instrument och livsmedelsförpackningsindustrier. Doping av ledande material i filmen förbättrar filmens ledningsförmåga, flitigt använt i elektroniska enheter och sensorfält.
Kemiskt korrosionsbeständiga hårda tunna filmer spelar en viktig roll i modern industri och ger tillförlitligt skydd för olika utrustningar och enheter med deras utmärkta prestanda. I framtiden, med den ständiga utvecklingen av teknik, kommer prestanda och användningsområde för kemiska korrosionsbeständiga hårda tunna filmer att expandera ytterligare. Framför allt kommer utvecklingen av funktionella hårda tunna filmer att ge fler möjligheter för avancerad tillverkning och banbrytande teknikområden. Samtidigt kommer djupgående forskning om beredningsprocesser och ytmodifieringstekniker för kemiska korrosionsbeständiga hårda tunna filmer att hjälpa till att uppnå deras bredare industriella tillämpningar.
