oppervlakstructure

Oppervlakstructuur verwijst naar de topografie, samenstelling en chemische toestand van het buitenste deel van een materiaal op microscopische tot atomaire schaal. Een oppervlak kan bestaan uit een kristallijne ordening met stappen en terraces, rand- en korrelgrenzen, een oxide- of passivatielaag, adsorptiegedeelten en een kenmerkende ruwheid of textuur. De structuur kan variëren afhankelijk van het materiaal, de behandeling en de omgeving waarin het zich bevindt.

De oppervlaktekenmerken worden op verschillende lengteschalen bestudeerd. Atomaire en nano-structuren worden waargenomen met scannende-probe-technieken zoals AFM en STM, terwijl elektronenmethode zoals SEM en TEM de morfologie en samenstelling op microscoop- of nanometerschaal leveren. Profilometrie geeft informatie over vlakheid en ruwheid op grotere schaal. Chemische samenstelling en toestand van de buitenste laag worden vaak bepaald met XPS, Auger, of GE-therapieën. Daarnaast kunnen X-ray reflectometrie en GISAXS structurele informatie geven over oppervlakken en interfaces. Ruwheidsparameters zoals Ra (gemiddelde hoogte) en Rz (tophoogte) worden gebruikt om de oppervlakte-inspanning te kwantificeren, terwijl areale maatwoorden zoals Sa en Sq ook gangbaar zijn.

Invloed op eigenschappen is significant. De oppervlakte bepaalt wettelijkheid en adhesie, wrijving en slijtage, corrosie- en oxidatiereacties, optische reflectie en elektrische contactweerstand. Door oppervlaktebehandeling kan de structuur gecontroleerd worden, bijvoorbeeld door polijsten, etsen, slijpen, laseren of passiveren. Toepassingen variëren van coatings en tribologie tot halfgeleiders, fotovoltaïsche cellen en medische implantaten; de gewenste oppervlakstructuur hangt af van de functie in het eindproduct.