Nos últimos anos, os requisitos para o desempenho dos materiais nos campos industrial e tecnológico continuaram a aumentar, e filmes finos duros demonstraram vantagens únicas em muitas aplicações. Especialmente, a resistência à corrosão química de filmes finos duros tornou-se um tema quente em pesquisas e aplicações. Filmes finos duros resistentes à corrosão química são amplamente utilizados nas indústrias aeroespacial, eletrônica, de instrumentos médicos e química, aumentando significativamente a vida útil e a confiabilidade dos produtos.
A resistência à corrosão química de filmes finos duros depende principalmente da composição química, estrutura e processo de preparação dos materiais do filme. Os materiais comuns para filmes finos duros resistentes à corrosão química incluem nitreto de titânio (TiN), óxido de alumínio (Al2O3), nitreto de cromo (CrN) e filmes de diamante. Esses materiais são caracterizados por alta dureza, boa estabilidade química e resistência a altas temperaturas, resistindo efetivamente à erosão de ácidos, álcalis, sais e outros reagentes químicos.
Filmes finos duros resistentes à corrosão química precisam ter excelente estabilidade química, resistência mecânica e estabilidade térmica. O material do filme deve resistir à erosão por ácidos fortes, álcalis e outros reagentes químicos, mantendo propriedades físicas e químicas estáveis a longo prazo. O filme deve ter alta dureza para resistir ao desgaste mecânico e ao impacto. Deve haver boa adesão entre o filme e o substrato para evitar descamação e rachaduras. O filme deve permanecer estável a altas temperaturas sem amolecer, decompor-se ou oxidar.
Os processos de preparação de filmes finos duros resistentes à corrosão química incluem principalmente deposição química de vapor (CVD), deposição física de vapor (PVD) e deposição por pulverização catódica. Os filmes são formados pela decomposição de gases contendo componentes do material do filme em altas temperaturas e depositando-os na superfície do substrato. Por exemplo, filmes de nitreto de titânio são comumente preparados utilizando o método CVD. O material do filme é depositado na superfície do substrato através de processos físicos. Os métodos PVD incluem evaporação a vácuo e deposição por pulverização catódica, comumente usados para preparar filmes de nitreto de cromo e filmes de diamante. Pelo bombardeamento iônico do material alvo, os átomos são expelidos e depositados na superfície do substrato para formar o filme. Este método é comumente usado para preparar filmes químicos resistentes à corrosão com alta densidade e uniformidade.
Com o aumento contínuo da demanda industrial, os filmes resistentes à corrosão química de função única não podem mais atender aos requisitos de ambientes de aplicação complexos. Portanto, o desenvolvimento de filmes finos duros resistentes à corrosão química funcional tornou-se um ponto importante de pesquisa. Esses filmes funcionais não apenas possuem excelente resistência à corrosão química, mas também possuem múltiplas funções, como autolimpeza, propriedades antibacterianas e condutividade.
Ao introduzir nanoestruturas na superfície do filme, o filme atinge propriedades hidrofóbicas ou hidrofílicas, permitindo funções de autolimpeza amplamente utilizadas em áreas como painéis fotovoltaicos e materiais de construção. A adição de metais antibacterianos, como prata e cobre, ao filme permite que ele tenha funções bactericidas e bacteriostáticas, adequadas para instrumentos médicos e indústrias de embalagens de alimentos. A dopagem de materiais condutores no filme aumenta a condutividade do filme, amplamente utilizada em dispositivos eletrônicos e campos de sensores.
Filmes finos duros resistentes à corrosão química desempenham um papel importante na indústria moderna, fornecendo proteção confiável para vários equipamentos e dispositivos com seu excelente desempenho. No futuro, com o avanço contínuo da tecnologia, os campos de desempenho e aplicação de filmes finos duros resistentes à corrosão química se expandirão ainda mais. Especialmente, o desenvolvimento de filmes finos duros funcionais proporcionará mais possibilidades para a fabricação de ponta e campos de tecnologia de ponta. Ao mesmo tempo, pesquisas aprofundadas sobre os processos de preparação e tecnologias de modificação de superfície de filmes finos duros resistentes à corrosão química ajudarão a alcançar suas aplicações industriais mais amplas.
