Что такое покрытие?
Покрытие — это слой материала, который наносится на поверхность объекта или субстрата с целью улучшения его свойств. Эти свойства могут быть как декоративными, так и функциональными, а иногда и теми и другими одновременно. Покрытия могут быть представлены в различных формах: жидкостях, газах или твердых веществах, таких как порошковые составы.
Основные функции покрытий
Краски и лаки являются наиболее распространенными покрытиями, которые выполняют двойную функцию: они защищают подложку и придают ей эстетический вид. Например, художественные краски могут использоваться исключительно для украшения, в то время как краска для промышленных труб служит для идентификации (например, синяя для технической воды, красная для систем пожаротушения) и предотвращает коррозию. Кроме защиты от коррозии, функциональные покрытия могут изменять поверхностные свойства, такие как адгезия, смачиваемость и износостойкость. В некоторых случаях покрытие добавляет новые свойства, такие как магнитный отклик или электропроводность, что особенно важно в производстве полупроводниковых устройств.
Контроль толщины и площади покрытия
Контроль толщины покрытия является важным аспектом большинства процессов его нанесения. Методы контроля могут варьироваться от простых кистей до сложного прецизионного оборудования, используемого в электронной промышленности. В некоторых областях, таких как печать, ограничение площади покрытия также имеет критическое значение.
Технология рулонного нанесения покрытия
Технология «рулонного» нанесения покрытия представляет собой процесс, при котором тонкая пленка функционального материала наносится на подложку в рулоне, например, на бумагу, ткань или пленку. Это позволяет эффективно обрабатывать большие площади и обеспечивает равномерное распределение покрытия.
Применение покрытий
Защита металлов от коррозии
Одним из основных применений покрытий является защита металлов от коррозии. Автомобильные покрытия, такие как грунтовки, базовые и прозрачные слои, используются для улучшения внешнего вида и долговечности транспортных средств. Эти покрытия наносятся с помощью распылителей и электростатических методов. Кузов и днище автомобилей также получают антикоррозионные покрытия, которые могут включать графен в сочетании с эпоксидными смолами на водной основе.
Герметизация бетонных поверхностей
Покрытия также применяются для герметизации бетонных поверхностей, например, в бесшовных полимерных полах, облицовке дамб и гидроизоляции бетонных стен и мостов. Большинство кровельных покрытий предназначены для гидроизоляции, но также могут отражать солнечные лучи, что помогает снизить нагрев и потребление энергии на охлаждение. Эти покрытия обычно имеют эластомерные свойства, что позволяет крыше двигаться без образования трещин.
Покрытия для древесины
Дерево, как один из древнейших строительных материалов, требует особого внимания к его сохранению. Поэтому разработка и улучшение характеристик покрытий для древесины продолжаются и по сей день. Покрытия также используются для изменения трибологических свойств и характеристик износа, включая антифрикционные и износостойкие покрытия для подшипников.
Другие функции покрытий
Покрытия могут выполнять множество других функций, включая:
- Защита от ультрафиолетового излучения
- Устойчивость к химическим веществам
- Повышение термостойкости
- Улучшение электрических свойств
Анализ и характеристика покрытий
Существует множество методов оценки покрытий, как разрушающих, так и неразрушающих. Наиболее распространенным разрушающим методом является микроскопия смонтированного поперечного сечения покрытия и его подложки. Среди неразрушающих методов выделяются ультразвуковое измерение толщины, рентгеновская флуоресценция (XRF), рентгеновская дифракция (XRD) и микротвердость. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) также является классическим методом для исследования химического состава поверхностного слоя материала толщиной в нанометр. Сканирующая электронная микроскопия в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектрометрией (SEM).