pintaominaisuuksia

Pintaominaisuudet ovat pintaan liittyviä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat siihen, miten pinta vuorovaikuttaa ympäristön kanssa sekä muiden pintojen kanssa. Ne eroavat kappaleen tilavuus- tai sisäisistä ominaisuuksista ja muodostuvat sekä materiaalin perusominaisuuksista että pinnan käsittelystä sekä olosuhteista kuten lämpötilasta, kosteudesta ja ilmanpaineesta.

Keskeisiä pintaominaisuuksia ovat fyysiset, kemialliset ja tekniset ominaisuudet. Fyysiset ominaisuudet kattavat pinnan topografian ja karkean sekä mikrokulutukset, sekä mekaaniset ominaisuudet kuten kovuus ja kulutuskestävyys. Kemialliset ominaisuudet liittyvät pinnan reaktiivisuuteen, energiatasoon sekä mahdolliseen pinnan kemialliseen koostumukseen. Lisäksi voivat olla optiset ja sähköiset ominaisuudet kuten heijastuskyky, väri ja johtavuus.

Pintaominaisuudet vaikuttavat suuresti vuorovaikutuksiin toisten materiaaleiden kanssa. Esimerkkejä ovat kostuttuvuus eli kuinka nesteet levittyvät pinnalle, adheesiokyky, kitka ja kuluminen sekä korroosiosuoja. Myös pinnan optiset ja sähköiset vuorovaikutukset voivat olla ratkaisevia esimerkiksi näytöissä, antureissa ja elektroniikassa.

Karakterisointiin käytetään erilaisia mittausmenetelmiä. Yleisimmät ovat profilometria ja laser- tai kosketustutkimukset pinnan topografian ja karkeuden määrittämiseksi (Ra, Rz). Kostuttuvuuden mittaus tapahtuu kosketuskulman mittauksella. Pinnan kemiallinen koostumus selvitetään tyypillisesti XPS:llä, Auger-tutkimuksilla tai SIMS:llä, ja mikrorakenteen tarkasteluun käytetään AFM- tai SEM-menetelmiä. Nanoindentaatio antaa pintakovuuden arvot.

Pintaominaisuuksia voidaan suunnitella ja muuttaa erilaisilla käsittelyillä ja pinnoitteilla. Pintakäsittelyt, pinnoitteet sekä lämpö- ja kemialliset käsittelyt voivat muuttaa pintaenergiaa, karkeutta, reaktiivisuutta ja kulutuskestävyyttä. Näiden avulla voidaan parantaa tarttumista, kestävyyttä, estetiikkaa tai toiminnallisuutta sovelluksittain.