Kas ir plānslāņa pārklājums?

Pirmie neapstrādāta metāla pārklājumi tika izmantoti pirmajā tūkstošgadē, lai uzlabotu stikla atstarojošās īpašības spoguļiem. 1600. gados Venēcijas stikla ražotāji izstrādāja izsmalcinātākas pārklājuma metodes. Tikai 1800. gados pastāvēja precīzas plānu pārklājumu uzklāšanas metodes, piemēram, galvanizācija un vakuuma pārklāšana.

Galvanizācija ir ķīmiskās pārklāšanas veids, kurā pārklājamā daļa tiek piestiprināta pie elektroda un iegremdēta vadošā metāla jonu šķīdumā. Caur šķīdumu plūstot strāvai, joni tiek pievilkti uz daļas virsmu, lai lēnām izveidotu plānu metāla slāni. Puscietie šķīdumi, ko sauc par sol-geliem, ir vēl viens plānu kārtiņu ķīmiskās nogulsnēšanas līdzeklis. Kamēr pārklājuma daļiņas ir pietiekami mazas, tās saglabāsies suspensijā želejā pietiekami ilgi, lai sakārtotos slāņos un nodrošinātu vienmērīgu pārklājumu, kad šķidrā frakcija tiek noņemta žāvēšanas fāzē.

Tvaika pārklāšana ir paņēmiens plānslāņa nogulsnēšanai, kurā daļa tiek pārklāta ar enerģētisko gāzi vai plazmu, parasti daļējā vakuumā. Vakuuma kamerā atomi un molekulas vienmērīgi izkliedējas un izveido nemainīgas tīrības un biezuma pārklājumu. Turpretim ar ķīmisko tvaiku pārklāšanu daļa tiek ievietota reakcijas kamerā, ko aizņem pārklājums gāzveida formā. Gāze reaģē ar mērķa materiālu, lai izveidotu vēlamo pārklājuma biezumu. Plazmas nogulsnēšanas laikā pārklājuma gāze tiek pārkarsēta jonu formā, kas pēc tam reaģē ar daļas atomu virsmu, parasti pie paaugstināta spiediena.

Izsmidzinot, tīra pārklājuma materiāla avots cietā formā tiek darbināts ar siltuma vai elektronu bombardēšanu. Daži cietā avota atomi atbrīvojas un vienmērīgi tiek suspendēti ap daļas virsmu inertā gāzē, piemēram, argonā. Šāda veida plānās kārtiņas nogulsnēšana ir noderīga, lai aplūkotu sīkas detaļas, kas ir pārklātas ar izsmidzināšanu ar zeltu un novērotas caur elektronu mikroskopu. Pārklājot daļu vēlākai izpētei, zelta atomi tiek izspiesti no cieta avota virs daļas un nokrīt uz tās virsmas caur kameru, kas piepildīta ar argona gāzi.

Plāno kārtiņu nogulsnēšanas pielietojumi ir dažādi un paplašinās. Optiskie pārklājumi uz lēcām un plākšņu stikla var uzlabot caurlaidības, refrakcijas un atstarošanas īpašības, radot ultravioleto (UV) filtrus brillēm un pretatstarojošu stiklu ierāmētiem fotoattēliem. Pusvadītāju rūpniecībā tiek izmantoti plāni pārklājumi, lai nodrošinātu uzlabotu vadītspēju vai izolāciju tādiem materiāliem kā silīcija plāksnītes. Keramikas plānās plēves ir pretkorozijas, cietas un izolējošas; lai gan zemā temperatūrā tie ir trausli, tie ir veiksmīgi izmantoti sensoros, integrētajās shēmās un sarežģītākos konstrukcijās. Plānas plēves var nogulsnēt, veidojot īpaši mazas “inteliģentas” struktūras, piemēram, baterijas, saules baterijas, zāļu piegādes sistēmas un pat kvantu datorus.