oppervlaktelaagsamenstelling

Oppervlaktelaagsamenstelling verwijst naar de chemische samenstelling en de verdeling van elementen in de buitenste laag van een materiaal. Deze laag kan een expliciet aangebrachte coating zijn, maar ook een oxidelaag of een diffusie- of legeringslaag die door verwerking en omgeving is ontstaan. De samenstelling kan uniform zijn of variëren met de diepte, waardoor een discrete laag, een gradient of meerdere sublagen ontstaan. De dikte ligt doorgaans tussen enkele nanometer en enkele micrometer.

De oppervlaktelaagsamenstelling bepaalt veel eigenschappen van het oppervlak, zoals corrosiebestendigheid, slijtvastheid en hechting van coatings, maar ook de tribologische, optische en elektrische kenmerken. Een veranderde samenstelling kan een oppervlak passiveren, katalytisch actief maken of reflecterend beïnvloeden. Daarom is het controleren en afstemmen van de oppervlaktelaagsamenstelling cruciaal in productieprocessen.

Veelvoorkomende vormen ontstaan via oxidatie, anodiseren, coating- of depositionprocessen (zoals sputteren ofChemical Vapor Deposition), en diffusie of legering tijdens warmtebehandeling. De onderzoeker bepaalt de gewenste samenstelling en structuur om specifieke prestaties te bereiken.

Analytische methoden voor het bepalen van de oppervlaktelaagsamenstelling omvatten onder meer X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Auger Electron Spectroscopy (AES), Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) en Ruther­ford Backscattering Spectrometry (RBS). Diepteprofielanalyse, ellipsometrie voor oxide-laagdiktes en microscopie met spectrale inzet geven ook informatie over de verdeling van elementen met diepte. In de praktijk wordt de oppervlaktelaagsamenstelling toegepast in metalen oppervlakken, keramische coatings, katalytische oppervlakken en halfgeleidertechnologie.

---