Покрытие — это покрытие, которое наносится на поверхность объекта или субстрата. Цель нанесения покрытия может быть декоративной, функциональной или и той, и другой. Покрытия могут наноситься в виде жидкостей, газов или твердых веществ, например, порошковые покрытия.
Краски и лаки — это покрытия, которые в основном имеют двойное назначение: защищают подложку и являются декоративными, хотя некоторые художественные краски предназначены только для украшения, а краска на больших промышленных трубах служит для идентификации (например, синяя для технической воды, красная для пожаротушения) в дополнение к предотвращению коррозии. Наряду с коррозионной стойкостью, функциональные покрытия могут также применяться для изменения поверхностных свойств подложки, таких как адгезия, смачиваемость или износостойкость. В других случаях покрытие добавляет совершенно новое свойство, такое как магнитный отклик или электропроводность (как в производстве полупроводниковых приборов, где подложкой является пластина), и является неотъемлемой частью готового продукта.
Важным фактором для большинства процессов нанесения покрытий является контроль толщины покрытия. Методы достижения этого варьируются от простой кисти до дорогостоящего прецизионного оборудования в электронной промышленности. Ограничение площади покрытия имеет решающее значение в некоторых областях применения, таких как печать.
«Рулонная» или «рулонная» технология нанесения покрытия представляет собой процесс нанесения тонкой пленки функционального материала на подложку в рулоне, например, на бумагу, ткань, пленку, фольгу или листовой материал.
Приложения
Покрытия могут быть как декоративными, так и иметь другие функции. Труба, по которой течет вода для системы пожаротушения, может быть покрыта красной (для идентификации) антикоррозионной краской. Большинство покрытий в некоторой степени защищают основание, например, ремонтные покрытия для металлов и бетона. Декоративное покрытие может иметь особое отражающее свойство, например, глянцевый, сатиновый, матовый или плоский вид.
Основное применение покрытия — защита металла от коррозии. Автомобильные покрытия используются для улучшения внешнего вида и долговечности транспортных средств. К ним относятся грунтовки, базовые покрытия и прозрачные покрытия, которые в основном наносятся с помощью распылителей и электростатически.
Кузов и днище автомобилей получают некоторую форму покрытия днища. Такие антикоррозионные покрытия могут использовать графен в сочетании с эпоксидными смолами на водной основе.
Покрытия используются для герметизации поверхности бетона, например, бесшовных полимерных/смоляных полов, облицовки дамб/ограждений, гидроизоляции и влагоизоляции бетонных стен и мостовых настилов.
Большинство кровельных покрытий предназначены в первую очередь для гидроизоляции, хотя отражение солнца (для уменьшения нагрева и охлаждения) также может быть рассмотрено. Они, как правило, эластомерные, чтобы обеспечить движение крыши без образования трещин внутри мембраны покрытия.
Дерево с древних времен было ключевым материалом в строительстве, поэтому его сохранению путем покрытия уделялось большое внимание. Продолжаются попытки улучшить характеристики покрытий для древесины.
Покрытия используются для изменения трибологических свойств и характеристик износа. К ним относятся антифрикционные, износостойкие и стойкие к истиранию покрытия для подшипников качения.
Другой
Другие функции покрытий включают в себя:
Анализ и характеристика
Существует множество методов разрушающей и неразрушающей оценки (NDE) для характеристики покрытий. Наиболее распространенным разрушающим методом является микроскопия смонтированного поперечного сечения покрытия и его подложки. Наиболее распространенными неразрушающими методами являются ультразвуковое измерение толщины, рентгеновская флуоресценция (XRF), рентгеновская дифракция (XRD) и микротвердость. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) также является классическим методом характеристики для исследования химического состава поверхностного слоя материала толщиной в нанометр. Сканирующая электронная микроскопия в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектрометрией (SEM-EDX или SEM-EDS) позволяет визуализировать текстуру поверхности и исследовать ее элементарный химический состав. Другие методы характеристики включают просвечивающую электронную микроскопию (TEM), атомно-силовую микроскопию (AFM), сканирующий туннельный микроскоп (STM) и спектрометрию обратного рассеяния Резерфорда (RBS). Применяются также различные методы хроматографии и термогравиметрического анализа.
Формулировка
Формула покрытия зависит в первую очередь от требуемой функции покрытия, а также от требуемой эстетики, такой как цвет и блеск. Четыре основных ингредиента — это смола (или связующее вещество), растворитель, который может быть водным (или без растворителя), пигмент(ы) и добавки. [необходим пример] Продолжаются исследования по полному удалению тяжелых металлов из формул покрытий.
Например, на основании экспериментальных и эпидемиологических данных МАИР (Международное агентство по изучению рака) классифицировало его как канцероген для человека при вдыхании (класс I) (ISPESL, 2008).
Процессы
Процессы нанесения покрытий можно классифицировать следующим образом:
Осаждение паров
Химическое осаждение из паровой фазы
Физическое осаждение из паровой фазы
Химические и электрохимические методы
Распыление
Процессы нанесения покрытий с рулона на рулон
Распространенные процессы нанесения покрытий с рулона на рулон включают: