Overflatemodifisering

Overflatemodifisering er prosessen med å endre egenskapene til en overflate på et materiale uten å endre den underliggende bulkstrukturen i vesentlig grad. Målet er å påvirke egenskaper som overflateenergi og wettability, korrosjons- og slitasjemotstand, hardhet lokalt, adhesjon til påførte belegg eller festemidler, og biokompatibilitet. Teknikken brukes på et bredt spekter av materialer, inkludert metaller, polymerer, keramikk og kompositter.

Tilnærmingene deles ofte inn i fysiske, kjemiske og kjemisk-fysiske metoder. Fysiske metoder inkluderer plasma- og ionebehandling, laserbearbeiding og mekanisk teksturering for å endre overflatens struktur og energi. Kjemiske metoder omfatter etsning, oksidasjon og grafting av organiske grupper som endrer overflatens kjemiske sammensetning. Kjemisk-fysiske metoder dekker påføring av tynnfilmer og belegg, for eksempel ved fysisk eller kjemisk deposisjon, samt anodisering som gir kontrollert overflate og tykkelser.

Applikasjoner finnes i bil- og flyindustri, verktøy, elektronikk, og medisinsk utstyr. Coatings og overflatebehandlinger installeres ofte for å forbedre korrosjon- og slitasjemotstand, redusere friksjon, eller øke biokompatibilitet og adhesjon av påførte lag. Evaluering av overflatemodifisering innebærer analyse av overflateprofil, kjemisk sammensetning og energi (for eksempel XPS, SEM, AFM, profilometriske målinger) samt mekaniske tester av hardhet og slitestyrke. Utfordringer inkluderer prosesskontroll, kostnader, miljøpåvirkning og bevarelse av bulk-egenskaper.