I de senere år er kravene til materialeydelse inden for de industrielle og teknologiske områder fortsat med at stige, og hårde tynde film har vist unikke fordele i mange applikationer. Især den kemiske korrosionsbestandighed af hårde tynde film er blevet et varmt emne i forskning og applikationer. Hårde tynde film, der er modstandsdygtige over for kemisk korrosion, er meget udbredt i rumfart, elektronik, medicinske instrumenter og kemiske industrier, hvilket væsentligt forbedrer produkternes levetid og pålidelighed.
Den kemiske korrosionsbestandighed af hårde tynde film afhænger hovedsageligt af filmmaterialernes kemiske sammensætning, struktur og fremstillingsproces. Almindelige materialer til kemisk korrosionsbestandige hårde tynde film inkluderer titaniumnitrid (TiN), aluminiumoxid (Al2O3), chromnitrid (CrN) og diamantfilm. Disse materialer er kendetegnet ved høj hårdhed, god kemisk stabilitet og modstandsdygtighed over for høje temperaturer, der effektivt modstår erosion af syrer, alkalier, salte og andre kemiske reagenser.
Kemisk korrosionsbestandige hårde tynde film skal have fremragende kemisk stabilitet, mekanisk styrke og termisk stabilitet. Filmmaterialet skal modstå erosion af stærke syrer, alkalier og andre kemiske reagenser, og bibeholde langtidsstabile fysiske og kemiske egenskaber. Filmen skal have høj hårdhed for at modstå mekanisk slid og slag. Der skal være god vedhæftning mellem filmen og underlaget for at forhindre afskalning og revner. Filmen skal forblive stabil ved høje temperaturer uden at blive blødgjort, nedbrudt eller oxideret.
Fremstillingsprocesserne for kemisk korrosionsbestandige hårde tynde film omfatter hovedsageligt kemisk dampaflejring (CVD), fysisk dampaflejring (PVD) og sputtering. Film dannes ved at nedbryde gasser indeholdende filmmaterialekomponenter ved høje temperaturer og afsætte dem på substratoverfladen. For eksempel fremstilles titaniumnitridfilm almindeligvis ved anvendelse af CVD-metoden. Filmmaterialet aflejres på substratoverfladen gennem fysiske processer. PVD-metoder omfatter vakuumfordampning og forstøvningsaflejring, der almindeligvis anvendes til fremstilling af chromnitridfilm og diamantfilm. Ved ionbombardement af målmaterialet sputteres atomer ud og aflejres på substratoverfladen for at danne filmen. Denne metode bruges almindeligvis til at fremstille kemisk korrosionsbestandige film med høj densitet og ensartethed.
Med den kontinuerlige stigning i industriel efterspørgsel kan enkeltfunktions kemiske korrosionsbestandige film ikke længere opfylde kravene i komplekse applikationsmiljøer. Derfor er udviklingen af funktionelle kemiske korrosionsbestandige hårde tynde film blevet et forskningshotspot. Disse funktionelle film har ikke kun fremragende kemisk korrosionsbestandighed, men har også flere funktioner såsom selvrensende, antibakterielle egenskaber og ledningsevne.
Ved at introducere nanostrukturer på filmoverfladen opnår filmen hydrofobe eller hydrofile egenskaber, hvilket muliggør selvrensende funktioner, der er meget udbredt inden for områder som solcellepaneler og byggematerialer. Tilføjelse af antibakterielle metaller såsom sølv og kobber i filmen gør det muligt for den at have bakteriedræbende og bakteriostatiske funktioner, velegnet til medicinske instrumenter og fødevareemballageindustrier. Doping af ledende materialer ind i filmen forbedrer filmens ledningsevne, som er meget udbredt i elektroniske enheder og sensorfelter.
Kemisk korrosionsbestandige hårde tynde film spiller en vigtig rolle i moderne industri og giver pålidelig beskyttelse til forskellige udstyr og enheder med deres fremragende ydeevne. I fremtiden vil ydeevnen og anvendelsesområderne for kemisk korrosionsbestandige hårde tynde film udvides yderligere med den fortsatte udvikling af teknologien. Især vil udviklingen af funktionelle hårde tynde film give flere muligheder for avancerede fremstillings- og banebrydende teknologiområder. Samtidig vil dybdegående forskning i forberedelsesprocesser og overflademodifikationsteknologier af kemisk korrosionsbestandige hårde tynde film hjælpe med at opnå deres bredere industrielle anvendelser.3
