Modification de surface - Surface modification

La modification de surface est l'acte de modifier la surface d'un matériau en lui apportant des caractéristiques physiques, chimiques ou biologiques différentes de celles trouvées à l'origine à la surface d'un matériau.

Cette modification est généralement apportée à des matériaux solides, mais il est possible de trouver des exemples de modification de surface de liquides spécifiques.

La modification peut être effectuée par différentes méthodes en vue de modifier un large éventail de caractéristiques de la surface, telles que : la rugosité, l'hydrophilie, la charge de surface, l'énergie de surface , la biocompatibilité et la réactivité.

Ingénierie des surfaces

L'ingénierie des surfaces est la sous-discipline de la science des matériaux qui traite de la surface de la matière solide. Il a des applications en chimie , en génie mécanique et en génie électrique (en particulier en ce qui concerne la fabrication de semi-conducteurs ).

Les solides sont composés d'un matériau en vrac recouvert d'une surface. La surface qui délimite le matériau en vrac est appelée phase de surface . Il agit comme une interface avec le milieu environnant. Le matériau en vrac dans un solide est appelé la phase en vrac .

La phase de surface d'un solide interagit avec le milieu environnant. Cette interaction peut dégrader la phase de surface au cours du temps. La dégradation environnementale de la phase de surface au fil du temps peut être causée par l' usure , la corrosion , la fatigue et le fluage .

L'ingénierie de surface consiste à modifier les propriétés de la phase de surface afin de réduire la dégradation dans le temps. Ceci est accompli en rendant la surface robuste à l'environnement dans lequel elle sera utilisée.

Applications et avenir de l'ingénierie des surfaces

Les techniques d'ingénierie de surface sont utilisées dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, des missiles, de l'énergie, de l'électronique, du biomédical, du textile, du pétrole, de la pétrochimie, de la chimie, de l'acier, de l'énergie, du ciment, des machines-outils et du bâtiment. Les techniques d'ingénierie de surface peuvent être utilisées pour développer un large éventail de propriétés fonctionnelles, notamment des propriétés physiques, chimiques, électriques, électroniques, magnétiques, mécaniques, de résistance à l'usure et à la corrosion sur les surfaces de substrat requises. Presque tous les types de matériaux, y compris les métaux, les céramiques, les polymères et les composites, peuvent être revêtus de matériaux similaires ou différents. Il est également possible de former des revêtements de matériaux plus récents (par exemple, verre de verre. bêta-C3N4), des dépôts classés, des dépôts multi-composants, etc.

En 1995, l'ingénierie de surface représentait un marché de 10 milliards de livres sterling au Royaume-Uni. Les revêtements, pour rendre la durée de vie des surfaces résistante à l'usure et à la corrosion, représentaient environ la moitié du marché.

La fonctionnalisation des surfaces antimicrobiennes est une technologie unique qui peut être utilisée pour la stérilisation dans l'industrie de la santé, les surfaces autonettoyantes et la protection contre les biofilms.

Ces dernières années, il y a eu un changement de paradigme dans l'ingénierie des surfaces, passant de la galvanoplastie séculaire à des procédés tels que le dépôt en phase vapeur, la diffusion, la pulvérisation thermique et le soudage utilisant des sources de chaleur avancées telles que le plasma, le laser, les ions, les électrons, les micro-ondes, les rayons solaires, rayonnement synchrotron, arc pulsé, combustion pulsée, étincelle, friction et induction.

On estime que les pertes dues à l'usure et à la corrosion aux États-Unis sont d'environ 500 milliards de dollars. Aux États-Unis, il existe environ 9524 établissements (y compris les industries de l'automobile, de l'aéronautique, de l'énergie et de la construction) qui dépendent de surfaces techniques avec le soutien de 23 466 industries.

Fonctionnalisation surfacique

La fonctionnalisation de surface introduit des groupes fonctionnels chimiques à une surface. De cette façon, les matériaux avec des groupes fonctionnels sur leurs surfaces peuvent être conçus à partir de substrats avec des propriétés de matériaux en vrac standard. Des exemples marquants peuvent être trouvés dans l'industrie des semi-conducteurs et la recherche sur les biomatériaux.

Fonctionnalisation de surface polymère

Les technologies de traitement au plasma sont utilisées avec succès pour la fonctionnalisation de la surface des polymères.

Voir également

Les références

  • R.Chattopadhyay, « Processus avancés d'ingénierie de surface à assistance thermique » Kluwer Academic Publishers, MA, États-Unis (maintenant Springer, NY), 2004, ISBN  1-4020-7696-7 , E- ISBN  1-4020-7764-5 .
  • R Chattopadhyay, 'Surface Wear- Analysis, Treatment, & Prevention', ASM-International, Materials Park, OH, USA, 2001, ISBN  0-87170-702-0 .

S Konda, Synthèse à base de flamme et fonctionnalisation in situ de nanoparticules d'alliage de palladium, AIChE Journal, 2018, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aic.16368

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