Pintapassivaatio

Pintapassivaatio tarkoittaa prosessia, jonka tarkoituksena on muuttaa pinnan kemiallista reaktiivisuutta tai sähköisiä ominaisuuksia muodostamalla ohut, stabiili passivaatiokerros. Kerros on yleensä ei-käynnistyvää materiaalia, joka estää hapettumista, korroosiota tai pinnan epätoivottuja reaktioita. Passivaatio voi olla ns. luonnollisesti kehittyvä tai keinotekoisesti muodostettu, ja siihen vaikuttavat sekä materiaalin ominaisuudet että ympäristöolosuhteet.

Metalleissa pintapassivaatio on keskeinen keino lisätä korroosionkestoa. Esimerkiksi ruostumattomien terästen pinnalle aiheutetaan puhdistuksen jälkeen ohut oksidikerros, joka suojaa terästä hapettumiselta ja tarttumista epäpuhtauksiin. Passivaatio voidaan toteuttaa kemiallisesti käyttämällä hapoikkaita tai haponkalvoja, kuten rikkihapon tai sitruunahapon kaltaisia liuoksia, sekä lisätä hydratoitua vettä ja poistaa liuoksesta epäpuhtaudet. Elektrolyyttisen passivaation ja lämpökäsittelyn avulla voidaan edelleen vahvistaa oksidikerroksen laatua ja paksuutta.

Puolijohteissa ja fotovoltaikassa pintapassivaatio on keskeistä, koska se vähentää pinnan rekombinaatiota ja parantaa laitteiden suoritusta. Tavallisia passivaatiokerroksia ovat piin oksidi (SiO2), piin nitriidi (Si3N4) sekä alumiinioksidi (Al2O3) erilaisilla preparación-tekniikoilla, kuten termisellä oksidoinnilla, nitridoitumisella tai PECVD-tekniikoilla. Näiden kerrosten tarkoituksena on passivoida piin pinta ja hallita pinnoitteiden kosteutta sekä sähköistä ominaisuutta.

Pintapassivaatio parantaa materaalien kestävyyttä ja suorituskykyä monissa sovelluksissa, mukaan lukien rakennus, autoteollisuus, elektronikka ja energian tuotanto. Käytännön valinnat riippuvat materiaalista, käyttö-olosuhteista ja halutusta suojaavasta tai sähköisestä vaikutuksesta.