kihtmaterjalide

Kihtmaterjalid on materjalid, mis on kujundatud kihilisena, kus iga kiht vastutab erineva omaduse eest. Kihtide järjestus ja koostis määravad lõpptoimedused, nagu tugevus, kulumiskindlus, vastupidavus keskkonnatingimustele ning optilised või elektrilised omadused. Selliseid süsteeme kasutatakse nii katete kui ka laminaat- või multilayer struktuuride kujul.

Materjalid võivad olla erinevad: metallid (nt alumiinium, vask), dielektrikud (SiO2, Al2O3), pooljuhid, polümeerid või nende komposiidid. Iga kiht lisab süsteemi omaduste spektri, parandades näiteks kõvadust, kulumiskindlust, keemilist vastupidavust või optilist kontrolli.

Deponeerimise ja tootmise meetodid hõlmavad füüsikalist aurustamist ja keemilist aurustamist (PVD, CVD, ALD), elektrokeemilist katmist, spinnimist, dip-katteid ning laminatsiooni- või laminaatsioon- või rull-to-rull protsesse. Valik sõltub soovitud kihipaksusest, adhesioonist ja töötingimustest.

Disainimõtted arvestavad kihtide paksuse, termilise laienemise, diffuusioni riski, adhesiooni kihtide vahel ja optiliste või elektriliste interaktsioonide kontrolli. Tihti on oluline vähendada sisemist pinge ja vältida difusioonist tulenevaid ohtusid, mis võivad kestvust kahjustada.

Rakendused hõlmavad kaitsekihte autotootmises ja ehituses, optilisi katteid (anti-reflective või läbipaistvad), elektrilisi ja dielektrilisi kihte elektroonikas ning biokompatibiliseerivaid katteid meditsiiniliste implantaatide pinnal. Laminaatsüsteeme kasutatakse pakendites ja komposiitstruktuurides lennunduses ja autotööstuses.

Kvaliteedi hindamiseks kasutatakse karakteriseerimise meetodeid nagu mikroskoopia (SEM/TEM), kristallstruktuuri määramine (XRD), peegeldus- ja ellipsomeetria, samuti pinnapinna kõrgusprofiili ja adhesiooni testid. Õige kihtide kombinatsioon saavutab soovitud jõudluse ja pikaealisuse.