pinnoitusjärjestelmiä

Pinnoitusjärjestelmät ovat prosessien ja laitteiden kokonaisuus, jolla kappaleen pinnalle muodostetaan päällyste toisesta materiaalista. Tavoitteina ovat parantaa korroosionkestoa, kulutuskestävyyttä sekä pinnan ulkonäköä ja tarttuvuutta erilaisiin käyttötarkoituksiin. Pinnoitteita käytetään sekä teknisissä että esteettisissä sovelluksissa.

Yleisimmät menetelmät voidaan jakaa galvaanisiin (elektrolyyttisiin) pinnoituksiin, electroless-pinnoitukseen sekä mekaanisiin ja höyrystys- tai kemiallisia pinnoitusmenetelmiin kuten PVD ja CVD. Galvaaninen pinnoitus tapahtuu sähkövirran avulla liuoksessa, jolloin metalli pelkistyy kappaleen pinnalle (esim. kupari, nikkeli, kromi). Electroless-pinnoitus hyödyntää kemiallista pelkistystä ilman ulkoista sähkövirtaa ja tuottaa tasaisen kerroksen halutulla koostumuksella (esim. nikkelipohjaiset tai kuparipohjaiset pinnoitteet). PVD- ja CVD-pinnoitukset ovat höyrystys- tai kaasupohjaisia kerroksia, joista muodostuu erittäin kovia ja kulutusta kestäviä pinnoitteita kuten TiN, TiAlN tai DLC.

Prosessi- ja laitteistotekijöihin kuuluvat substraatti, pinnoitteen materiaali, liuoksen koostumus, lämpötila, pH, virtaus, kuormitus sekä kiinnittyvyystestaus. Pinnoitusprosessiin liittyy tiukkaa kontrollia paksuudelle ja kerroksen rakenteelle, ja laadunvarmistus sisältää mittauksia sekä pinnan että kiinnittyvyyden testauksia.

Sovellukset kattavat auto-, ilmailu- ja työkaluteollisuuden sekä elektroniikan. Pinnoitteita käytetään myös rakennusmateriaaleissa sekä esteettisiin ja kulutuksenkestävyyteen liittyviin tarkoituksiin. Ympäristö- ja turvallisuuskysymykset ovat keskeisiä: kemikaalien hallinta, jäte- ja vesienkäsittely sekä päästöjen minimointi. Monissa maissa kromin(VI)-pitoisuutta koskevat säädökset ovat tiukat, ja siirrytään kohti kromin(VI)-vapaita vaihtoehtoja sekä trivalenttisten kromipinnoitteiden käyttöönottoa.