felületváltozások

Felületváltozások olyan folyamatok vagy jelenségek, amelyek a felületi réteg összetételét, szerkezetét vagy topográfiáját megváltoztatják. Ide sorolható a mechanikai kopás és érintkezés által kiváltott domborzatváltozás, a kémiai reakciók során bekövetkező összetétel- vagy szerkezetváltozások, valamint a környezeti hatások, például oxidáció vagy nedvesség okozta módosulások. A felületi állapot alapvetően befolyásolja az adhéziót, a kopás- és korrózióállóságot, valamint a felülettel érintkező fény- és elektronikus kölcsönhatásokat.

Kiváltó mechanizmusok közé tartozik a mechanikai kopás és érintkezés, amely során a felület durvasága és rétegződése változik; a termikus transformációk; kémiai oxidáció, korrózió és passziváció; adszorpció és deszorpció jelenségek; valamint felületi rekonstrukciók kristályos rendszerekben és diffúziós folyamatok. Ezért a felületváltozások gyakran több folyamat kombinációjaként jelentkeznek.

Megfigyelésére és kimutatására számos módszer áll rendelkezésre. A szkennelő elektronmikroszkópia (SEM) és az atomos erőmikroszkópia (AFM) a felületi topográfiát mutatják. A profilometria a felületi érdességet és mélységi profilokat méri. Kémiai összetételre a X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) és az Auger-spektroszkópia használható, míg az ellipsometria vékony rétegek optikai jellemzőit adja meg. Ezekkel a technikákkal meg lehet határozni a felületváltozások kiterjedését és mélységét.

Jelentősége sokrétű: a felületváltozások mérésével és kontrollálásával javítható a szerkezetek teljesítménye és élettartama. A felületkezelések – például passziváció, plazmaszelés, oxidrétegek kontrollált növesztése vagy laminálás – célzottan befolyásolják a korrózióállóságot, tapadást vagy katalitikus aktivitást. A tervezésnél ezért kiemelten figyelembe veszik a felületi változásokat.