Ytskiktsförtjockningar

Ytskiktsförtjockningar är en term inom materials science som beskriver ökningen av tjockleken på ett yttre skikt på ett material. Skiktet kan vara ett oxidskikt, nitridskikt, karbidskikt eller en beläggning som bildas genom diffusion eller deposition. Tillväxten kan ske naturligt när material utsätts för miljön eller som resultat av kontrollerade ytbehandlingsprocesser.

Mekanismerna bakom ytskiktsförtjockningar inkluderar oxidation och andra kemiska reaktioner som bildar oxider, samt diffusion av atomer i det översta skiktet vid högre temperaturer som leder till bildandet av nitrider, karbider eller aluminider. Beläggningar kan också tillkomma genom kemisk eller fysikalisk ångdeponering (CVD, PVD), termisk sprutning eller elektroplätering, varefter skiktet växer i tjocklek med tiden.

Effekter och användning: Ett tjockare ytskikt kan ge ökat korrosions- och slitstyrka, hårdhet och termisk stabilitet. I vissa fall kan för tjocka eller dåligt fästa skikt leda till sprickbildning, flagning eller spänningskoncentration. Ytskiktsförtjockningar används inom verktygs- och maskindelar, fordons- och flygindustrin samt elektronik där ett skyddande eller hårt ytskikt är önskvärt.

Mätning och exempel: Tjockleken på ytskikt mäts med metallografisk undersökning av skärsnitt, profilometri eller röntgendiffraktionsbaserade tekniker, samt med ytanalysmetoder som XPS eller ellipsometri för tunna filmer. Vanliga exempel är aluminiumoxid vid anodisering, nitrering av stållegeringar och olika CVD/PVD-beläggningar som bildar hårda skyddsskikt.