تعتبر تقنيات حماية الأسطح ضرورية لتعزيز متانة المواد وأدائها في ظل مختلف الظروف البيئية والتشغيلية. يمكن تصنيف هذه التقنيات بشكل عام إلى ثلاثة أنواع رئيسية: عمليات التراكب وتقنيات تعديل السطح وتقنيات طلاء السطح.
عمليات التراكب:
تنطوي عمليات التراكب، والمعروفة أيضًا باسم الواجهات الصلبة، على ترسيب مادة واقية ذات خصائص فيزيائية وكيميائية فائقة على سطح الركيزة. وينتج عن ذلك طبقة سميكة وصلبة تغطي المادة الأساسية، مما يحسن خصائصها أو يستعيد أبعادها الأصلية. ويشيع استخدام تقنيات مثل التكسية بالليزر والتصنيع المضاف بالليزر وتراكبات اللحام. وعلى عكس اللحام العام، الذي يربط بين قطعتين من المواد، تركز تراكبات اللحام على تطبيق طبقة مقاومة للتآكل أو طبقة صلبة على المادة الأصلية لإطالة عمرها الافتراضي.تقنيات تعديل السطح:
تعمل تقنيات تعديل السطح على تغيير الخصائص السطحية للمواد مع الحفاظ على الخصائص السائبة للركيزة. ويتم تحقيق ذلك من خلال عمليات مثل المعالجة الحرارية والغرس والكربنة والنترة. تعمل هذه الطرق على تغيير كيمياء الطبقة السطحية، مما يعزز خصائصها مثل الصلابة ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل دون التأثير على الخصائص الأساسية للمادة.
تقنيات طلاء السطح:
تتضمن تقنيات طلاء السطح ترسيب طبقات رقيقة على سطح المادة لتعديل خصائصها. وتشمل التقنيات عمليات طور البخار (ترسيب البخار الفيزيائي والكيميائي)، وعمليات حالة المحلول، وعمليات الاندماج. يمكن أن تتراوح هذه الطلاءات من البلورة المفردة إلى غير المتبلورة ومن الكثيفة بالكامل إلى المسامية، اعتمادًا على متطلبات التطبيق. وعادةً ما يكون سمك الأغشية الرقيقة أقل من 1 ميكرون، بينما يشار إلى الطبقات الأكثر سمكًا بالطلاءات أو الأغشية السميكة.التطبيقات والتطورات:
تُعد تقنيات حماية الأسطح هذه ضرورية في مختلف الصناعات، بما في ذلك صناعة الطيران والسيارات والطب الحيوي والإلكترونيات الدقيقة. على سبيل المثال، تُستخدم المواد المركبة ذات المنطقة السطحية الصلبة واللب السائب الصلب لتعزيز المتانة. في الصناعة البصرية، يتم تطبيق أنظمة الأغشية الرقيقة على الركائز لتوفير الاستقرار الميكانيكي وخصائص بصرية محددة. وقد أدت التطورات الحديثة إلى تطوير مواد وعمليات طلاء جديدة توفر أداءً محسنًا، وغالبًا ما تعتمد على بنى طلاء وظيفية متعددة الطبقات يمكنها أداء وظائف متعددة في وقت واحد.
