Oksidipinnoitteita

Oksidipinnoitteet ovat ohuita oksidikerroksia, jotka muodostuvat materiaalin pinnalle joko passiivisessa oksidoitumisessa tai tarkoituksellisella pinnoitusmenetelmällä. Niiden tehtävänä on suojata pintaa korroosiolta, kulutukselta ja korkealta lämpötilalta sekä muokata pinnan ominaisuuksia, kuten kovuutta, kulutuskestävyyttä, vedenpitävyyttä sekä dielektrisiä tai optisia ominaisuuksia.

Yleisimmät oksidipinnoitteet ovat alumiinidioksidi (Al2O3), TiO2, Cr2O3, ZrO2, SiO2 ja Fe2O3. Näillä materiaaleilla on erilaisia ominaisuuksia: Al2O3 ja Cr2O3 tarjoavat hyvän kulutussuoja- ja korroosionkeston, TiO2 ja ZrO2 voivat puolestaan tarjota läpinäkyvyyttä tai korkeaa kovuutta, ja SiO2 toimii eriste- sekä ikkunapinnoitteena. Oksidit voivat olla lämpökestäviä, eristäviä tai optisesti aktiivisia riippuen koostumuksesta ja rakenteesta.

Valmistusmenetelmät vaihtelevat: luonnollinen oksidointi tapahtuu ympäristöolosuhteissa; anodointi on yleinen tapa kevyiden metallien, kuten alumiinin, tiimin ja magnesiumin, oksidikerroksen kasvattamiseen; lämpöoksidointi kasvattaa oksidin korkeassa lämpötilassa. Johtavia deposiatiomenetelmiä ovat kemiallinen höyrypinnoitus (CVD), epägeometrinen höyrypinnoitus (PVD), pulssipulsin magnetronin sputtering sekä atomikerrospinnoitus (ALD).

Käyttökohteita ovat auto- ja ilmailuteollisuus, konepajat, rakennus- ja elektroniikkateollisuus sekä biolääketiede ja optiikka. Oksidipinnoitteet parantavat kestävyyttä, vähentävät korroosiota ja voivat muuttaa pinnan sähköisiä tai optisia ominaisuuksia. Haasteina ovat pinnoitteen kiinnittyminen, halkeilut ja pinnoitteen paksuuden hallinta ympäristövaatimusten mukaan.