Le tecniche di protezione delle superfici sono essenziali per migliorare la durata e le prestazioni dei materiali in varie condizioni ambientali e operative. Queste tecniche possono essere ampiamente classificate in tre tipi principali: processi di sovrapposizione, tecniche di modifica della superficie e tecniche di rivestimento della superficie.
Processi di ricopertura:
I processi di overlay, noti anche come hard facing, prevedono il deposito di un materiale protettivo con proprietà fisiche e chimiche superiori sulla superficie di un substrato. Si ottiene così una pellicola spessa e solida che ricopre il materiale sottostante, migliorandone le proprietà o ripristinandone le dimensioni originali. Vengono comunemente utilizzate tecniche come il rivestimento laser, la produzione additiva laser e la sovrapposizione di saldature. A differenza della saldatura generale, che unisce due pezzi di materiale, la sovrapposizione di saldatura si concentra sull'applicazione di uno strato resistente alla corrosione o duro al materiale di partenza per prolungarne la durata.Tecniche di modifica della superficie:
Le tecniche di modifica della superficie alterano le proprietà superficiali dei materiali mantenendo le proprietà del substrato. Ciò si ottiene attraverso processi come il trattamento termico, l'impiantazione, la carburazione e la nitrurazione. Questi metodi modificano la chimica dello strato superficiale, migliorandone le proprietà come la durezza, la resistenza all'usura e alla corrosione, senza influire sulle caratteristiche fondamentali del materiale.
Tecniche di rivestimento superficiale:
Le tecniche di rivestimento superficiale prevedono il deposito di strati di pellicola sottile sulla superficie del materiale per modificarne le proprietà. Le tecniche comprendono processi in fase di vapore (deposizione fisica e chimica di vapore), processi allo stato di soluzione e processi di fusione. Questi rivestimenti possono variare da cristallo singolo ad amorfo e da completamente denso a poroso, a seconda dei requisiti dell'applicazione. I film sottili hanno in genere uno spessore inferiore a 1 micron, mentre gli strati più spessi sono definiti rivestimenti o film spessi.Applicazioni e progressi:
Queste tecniche di protezione delle superfici sono fondamentali in diversi settori, tra cui quello aerospaziale, automobilistico, biomedico e microelettronico. Ad esempio, i materiali compositi con una zona superficiale dura e un nucleo resistente sono utilizzati per migliorare la durata. Nell'industria ottica, i sistemi a film sottile vengono applicati ai substrati per garantire stabilità meccanica e proprietà ottiche specifiche. I recenti progressi hanno portato allo sviluppo di nuovi materiali e processi di rivestimento che offrono prestazioni migliori, spesso basati su architetture di rivestimento funzionali stratificate che possono svolgere più funzioni contemporaneamente.
