Per rivestimento al carbonio si intende il processo di applicazione di uno strato protettivo di carbonio su una superficie. È comunemente usato come rivestimento protettivo per la vernice su vari tipi di mezzi di trasporto e macchinari, come imbarcazioni e aerei. Il rivestimento in carbonio offre un livello superiore di protezione contro i danni e riduce al minimo la necessità di manutenzione.
Nel campo della microscopia elettronica, i film e i rivestimenti di carbonio sono ampiamente utilizzati grazie alla loro minima interferenza con l'imaging e alle forti proprietà elettriche. Le pellicole di carbonio sottili, tipicamente intorno ai 5 nm o 50 Angstrom, sono utilizzate nella microscopia elettronica a trasmissione (TEM), mentre le pellicole più spesse di circa 50 nm sono utilizzate nella microscopia elettronica a scansione (SEM) per attività come la microanalisi a raggi X.
I rivestimenti di carbonio nel SEM sono amorfi e molto utili per prevenire i meccanismi di carica che possono deteriorare le superfici dei materiali. Inoltre, facilitano l'imaging efficiente dei campioni biologici. Ciò rende i rivestimenti di carbonio particolarmente utili per preparare campioni non conduttivi per la spettroscopia a raggi X a dispersione di energia (EDS).
La qualità e l'efficacia dei rivestimenti di carbonio possono essere influenzate dalle tecniche di rivestimento utilizzate. Metodi di rivestimento diversi possono dare luogo a microstrutture diverse dello strato di rivestimento, influenzando la diffusione degli ioni Li- attraverso il rivestimento e la struttura superficiale del catodo. I metodi chimici a umido e i metodi di rivestimento per essiccazione sono due categorie di metodi di rivestimento in carbonio che sono stati studiati.
I rivestimenti di carbonio offrono vantaggi rispetto ai rivestimenti metallici come il tungsteno e l'oro nelle applicazioni di microscopia elettronica. I rivestimenti di carbonio sono amorfi e conduttivi, quindi trasparenti agli elettroni. Questa trasparenza è preziosa per analizzare campioni non conduttivi utilizzando la spettroscopia a raggi X a dispersione di energia (EDS). D'altra parte, i rivestimenti metallici possono interferire con l'analisi e alterare le informazioni sulla struttura dei grani ottenute dalla diffrazione a retrodiffusione elettronica (EBSD).
Il rivestimento di carbonio può essere ottenuto mediante evaporazione termica del carbonio sotto vuoto. Due tecniche comuni per l'evaporazione termica sono l'utilizzo di fibre di carbonio o di una barra di carbonio. Il metodo della fibra di carbonio consente un maggiore controllo dello spessore del rivestimento regolando le frequenze di pulsazione e la durata dell'impulso, rendendolo adatto alle applicazioni con griglia TEM e alle tecniche SEM analitiche come EDS e EBSD. I rivestimenti di barre di carbonio prodotti in condizioni di vuoto con tensione di rampa forniscono rivestimenti di alta qualità e di lunga durata.
I rivestimenti sputter sono comunemente utilizzati nei laboratori SEM per applicare i rivestimenti di carbonio. I rivestimenti sputter di base funzionano con basso vuoto e aria atmosferica per depositare rivestimenti sottili di 10-20 nm, che non influiscono sull'imaging a bassi ingrandimenti del SEM. Il rivestimento di carbonio mediante sputtering o evaporazione è preferito allo sputtering con materiali metallici quando l'obiettivo è quello di evitare la miscelazione delle informazioni provenienti dal rivestimento e dal campione.
In generale, il rivestimento in carbonio svolge un ruolo cruciale nel fornire rivestimenti protettivi per varie superfici e nel consentire un'analisi efficace al microscopio elettronico.
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