Una película delgada de carbono es una capa de material de carbono depositada sobre un sustrato.
Normalmente, el grosor de estas películas oscila entre unos pocos nanómetros y varios micrómetros.
Estas películas son conocidas por su combinación única de propiedades químicas, eléctricas, ópticas y mecánicas.
Esto las hace adecuadas para una amplia gama de aplicaciones.
5 puntos clave que hay que comprender
1. 1. Composición y estructura
Las películas finas de carbono suelen estar compuestas de carbono amorfo.
El carbono amorfo carece de un orden de largo alcance en su disposición atómica.
Esta estructura contribuye a la elevada dureza e inercia química de la película.
Las películas pueden clasificarse a su vez en subgrupos como el carbono diamante (DLC).
El DLC presenta propiedades similares a las del diamante.
2. Propiedades
La elevada suavidad superficial de las películas finas de carbono es crucial para las aplicaciones en óptica y electrónica.
La calidad de la superficie es primordial en estos campos.
La elevada dureza y la inercia química hacen que estas películas sean excelentes para revestimientos protectores contra el desgaste.
Pueden soportar tensiones mecánicas y químicas.
El bajo coeficiente de fricción es beneficioso para reducir el desgaste de las piezas móviles.
Esto es especialmente útil en herramientas y componentes mecánicos.
3. Aplicaciones
Las películas finas de carbono se utilizan en diversas industrias debido a sus propiedades versátiles.
En componentes ópticos, proporcionan protección contra el desgaste y mantienen una gran claridad óptica.
En los discos de memoria magnética, ayudan a mejorar la durabilidad y el rendimiento de los medios de almacenamiento.
En las herramientas para trabajar el metal, aumentan la vida útil y la eficacia de las herramientas de corte y moldeado.
En prótesis biomédicas, ofrecen biocompatibilidad y resistencia al desgaste.
Esto es fundamental para la implantación a largo plazo.
4. Preparación y caracterización
Las películas finas de carbono se preparan mediante diversas técnicas de deposición.
Entre ellas se incluyen la deposición química en fase vapor (CVD) o la deposición física en fase vapor (PVD).
Estos métodos permiten controlar con precisión el grosor y las propiedades de la película.
Para analizar la estructura cristalina, la microestructura y la morfología de las películas se utilizan técnicas de caracterización como la difracción de rayos X (XRD), la espectroscopia Raman, la microscopia electrónica de barrido con emisión de campo (FE-SEM), la microscopia electrónica de transmisión (TEM) y la microscopia de fuerza atómica (AFM).
5. Medición del espesor
El espesor de las películas finas de carbono es crucial para su rendimiento.
Se mide utilizando técnicas como la microbalanza de cristal de cuarzo (QCM), la elipsometría, la perfilometría y la interferometría.
Estos métodos garantizan que las películas se depositan de manera uniforme y según las especificaciones deseadas.
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