En los últimos años, los requisitos para el rendimiento de los materiales en los campos industrial y tecnológico han seguido aumentando, y películas duras y delgadas han demostrado ventajas únicas en muchas aplicaciones. Especialmente, la resistencia a la corrosión química de películas delgadas y duras se ha convertido en un tema candente en la investigación y las aplicaciones. Las películas delgadas y duras resistentes a la corrosión química se utilizan ampliamente en las industrias aeroespacial, electrónica, de instrumentos médicos y química, lo que mejora significativamente la vida útil y la confiabilidad de los productos.
La resistencia a la corrosión química de las películas duras y delgadas depende principalmente de la composición química, la estructura y el proceso de preparación de los materiales de la película. Los materiales comunes para películas delgadas duras resistentes a la corrosión química incluyen nitruro de titanio (TiN), óxido de aluminio (Al2O3), nitruro de cromo (CrN) y películas de diamante. Estos materiales se caracterizan por su alta dureza, buena estabilidad química y resistencia a altas temperaturas, resistiendo eficazmente la erosión de ácidos, álcalis, sales y otros reactivos químicos.
Las películas delgadas, duras y resistentes a la corrosión química deben tener una excelente estabilidad química, resistencia mecánica y estabilidad térmica. El material de la película debe resistir la erosión causada por ácidos fuertes, álcalis y otros reactivos químicos, manteniendo propiedades físicas y químicas estables a largo plazo. La película debe tener una alta dureza para resistir el desgaste mecánico y el impacto. Debe haber una buena adherencia entre la película y el sustrato para evitar que se despegue y se agriete. La película debe permanecer estable a altas temperaturas sin ablandarse, descomponerse ni oxidarse.
Los procesos de preparación de películas delgadas duras resistentes a la corrosión química incluyen principalmente deposición química de vapor (CVD), deposición física de vapor (PVD) y deposición por pulverización catódica. Las películas se forman descomponiendo gases que contienen componentes del material de la película a altas temperaturas y depositándolos sobre la superficie del sustrato. Por ejemplo, las películas de nitruro de titanio se preparan habitualmente utilizando el método CVD. El material de la película se deposita sobre la superficie del sustrato mediante procesos físicos. Los métodos PVD incluyen la evaporación al vacío y la deposición por pulverización catódica, comúnmente utilizados para preparar películas de nitruro de cromo y películas de diamante. Mediante bombardeo iónico del material objetivo, los átomos se eliminan y se depositan sobre la superficie del sustrato para formar la película. Este método se utiliza comúnmente para preparar películas resistentes a la corrosión química con alta densidad y uniformidad.
Con el continuo aumento de la demanda industrial, las películas resistentes a la corrosión química de función única ya no pueden cumplir con los requisitos de entornos de aplicaciones complejos. Por lo tanto, el desarrollo de películas delgadas duras resistentes a la corrosión química funcional se ha convertido en un punto de investigación. Estas películas funcionales no solo tienen una excelente resistencia a la corrosión química, sino que también tienen múltiples funciones, como autolimpieza, propiedades antibacterianas y conductividad.
Al introducir nanoestructuras en la superficie de la película, la película logra propiedades hidrófobas o hidrófilas, lo que permite funciones de autolimpieza ampliamente utilizadas en campos como los paneles fotovoltaicos y los materiales de construcción. Agregar metales antibacterianos como plata y cobre a la película le permite tener funciones bactericidas y bacteriostáticas, adecuadas para instrumentos médicos e industrias de envasado de alimentos. Dopar materiales conductores en la película mejora la conductividad de la película, ampliamente utilizada en dispositivos electrónicos y campos de sensores.
Las películas delgadas, duras y resistentes a la corrosión química desempeñan un papel importante en la industria moderna, ya que brindan una protección confiable para diversos equipos y dispositivos con su excelente rendimiento. En el futuro, con el avance continuo de la tecnología, los campos de rendimiento y aplicación de las películas delgadas duras resistentes a la corrosión química se expandirán aún más. Especialmente, el desarrollo de películas delgadas, duras y funcionales brindará más posibilidades para los campos de fabricación de alta gama y tecnología de vanguardia. Al mismo tiempo, una investigación en profundidad sobre los procesos de preparación y las tecnologías de modificación de superficies de películas delgadas duras resistentes a la corrosión química ayudará a lograr sus aplicaciones industriales más amplias.
