Ces dernières années, les exigences en matière de performances des matériaux dans les domaines industriels et technologiques n'ont cessé d'augmenter, et films minces et durs ont démontré des avantages uniques dans de nombreuses applications. En particulier, la résistance à la corrosion chimique des films minces et durs est devenue un sujet brûlant dans la recherche et les applications. Les films minces durs résistants à la corrosion chimique sont largement utilisés dans les industries aérospatiale, électronique, médicale et chimique, améliorant considérablement la durée de vie et la fiabilité des produits.
La résistance à la corrosion chimique des films minces durs dépend principalement de la composition chimique, de la structure et du processus de préparation des matériaux du film. Les matériaux courants pour les films minces durs résistants à la corrosion chimique comprennent le nitrure de titane (TiN), l'oxyde d'aluminium (Al2O3), le nitrure de chrome (CrN) et les films de diamant. Ces matériaux se caractérisent par une dureté élevée, une bonne stabilité chimique et une résistance aux températures élevées, résistant efficacement à l'érosion des acides, des alcalis, des sels et d'autres réactifs chimiques.
Les films minces durs résistants à la corrosion chimique doivent avoir une excellente stabilité chimique, une excellente résistance mécanique et une excellente stabilité thermique. Le matériau du film doit résister à l’érosion par les acides forts, les alcalis et autres réactifs chimiques, conservant ainsi des propriétés physiques et chimiques stables à long terme. Le film doit avoir une dureté élevée pour résister à l’usure mécanique et aux chocs. Il doit y avoir une bonne adhérence entre le film et le substrat pour éviter le pelage et les fissures. Le film doit rester stable à haute température sans ramollir, se décomposer ou s'oxyder.
Les processus de préparation de films minces durs résistants à la corrosion chimique comprennent principalement le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), le dépôt physique en phase vapeur (PVD) et le dépôt par pulvérisation cathodique. Les films sont formés en décomposant des gaz contenant des composants du matériau du film à des températures élevées et en les déposant sur la surface du substrat. Par exemple, les films de nitrure de titane sont couramment préparés en utilisant la méthode CVD. Le matériau du film est déposé sur la surface du substrat par des processus physiques. Les méthodes PVD comprennent l'évaporation sous vide et le dépôt par pulvérisation cathodique, couramment utilisés pour préparer des films de nitrure de chrome et des films de diamant. Par bombardement ionique du matériau cible, les atomes sont pulvérisés et déposés sur la surface du substrat pour former le film. Cette méthode est couramment utilisée pour préparer des films résistants à la corrosion chimique avec une densité et une uniformité élevées.
Avec l’augmentation continue de la demande industrielle, les films résistants à la corrosion chimique à fonction unique ne peuvent plus répondre aux exigences des environnements d’application complexes. Par conséquent, le développement de films minces durs fonctionnels résistant à la corrosion chimique est devenu un point chaud de la recherche. Ces films fonctionnels ont non seulement une excellente résistance à la corrosion chimique, mais ont également de multiples fonctions telles que l'autonettoyage, les propriétés antibactériennes et la conductivité.
En introduisant des nanostructures à la surface du film, le film atteint des propriétés hydrophobes ou hydrophiles, permettant des fonctions autonettoyantes largement utilisées dans des domaines tels que les panneaux photovoltaïques et les matériaux de construction. L'ajout de métaux antibactériens tels que l'argent et le cuivre dans le film lui permet d'avoir des fonctions bactéricides et bactériostatiques, adaptées aux instruments médicaux et aux industries de l'emballage alimentaire. Le dopage de matériaux conducteurs dans le film améliore la conductivité du film, largement utilisé dans les appareils électroniques et les domaines des capteurs.
Les films minces durs résistants à la corrosion chimique jouent un rôle important dans l'industrie moderne, offrant une protection fiable à divers équipements et appareils grâce à leurs excellentes performances. À l’avenir, avec les progrès continus de la technologie, les performances et les domaines d’application des films minces durs résistants à la corrosion chimique s’élargiront encore. En particulier, le développement de films minces durs fonctionnels offrira davantage de possibilités dans les domaines de la fabrication haut de gamme et des technologies de pointe. Dans le même temps, des recherches approfondies sur les processus de préparation et les technologies de modification de surface des films minces durs résistants à la corrosion chimique aideront à réaliser leurs applications industrielles plus larges.
