nitridikerros

Nitridikerros on ohut pinnoite, joka muodostuu nitridiyhdisteestä ja sijoitetaan kappaleen pinnalle parantamaan sen ominaisuuksia. Tyypillisesti nitridikerrokset lisäävät kovuutta, kulutuksenkestävyyttä ja kemiallista stabiilisuutta sekä voivat toimia diffuusionestoina. Yleisimmät ainesosat ovat esimerkiksi TiN, CrN, VN ja AlN, sekä näiden sekoitukset kuten TiAlN. Nitridikerroksia käytetään sekä työkalujen pinnoitteina että difuusion- ja eristyskerroksina elektroniikassa sekä muissa mekaanisissa sovelluksissa.

Valmistustavat ja liittyvät tekniikat ovat monipuolisia. Suurin osa nitridikerroksista muodostetaan fysikaalisen tai kemiallisen pinnoituksen menetelmillä, kuten magnetron-sputteringillä (PVD) tai CVD-prosessilla. Myös ALD-tekniikkaä käytetään kontrolloitujen paksuuksien saavuttamiseen. Nitridikerroksia voidaan muodostaa myös käsittelemällä materiaalia nitridaatioprosesseilla, kuten kaasun nitridoinnilla tai nitrokarburoinnilla, jotka muuttavat pinnan koostumusta ja rakennetta.

Ominaisuudet ja käyttökohteet vaihtelevat koostumuksesta riippuen, mutta yleisesti niillä on erittäin korkea kovuus, hyvä kulutuskestävyys ja korkea sulamispiste sekä hyvä kemiallinen vakaus. Näitä kerroksia käytetään esimerkiksi työkalujen pinnoitteina (levysekat, leikkuuterät), muottien pinnoitteina, laakerien pinnoitteina sekä diffuusionesteinä ja eristeinä elektroniikkakomponenteissa. Paksuudet vaihtelevat muutamasta nanometristä muutamaan mikrometriin, ja kerroksia voidaan toteuttaa monikerroksisina tai gradienttirakenteisina parhaan kiinnittymisen ja suorituskyvyn saavuttamiseksi.

Tutkimus ja kehitys painottuu kerrosten kiinnittymiseen, lämpötilan kestävyydellisiin rajoihin sekä monikerroksisten tai nanolaminaattisten nitrideiden kehittämiseen.