El recubrimiento de carbono se refiere al proceso de aplicar una capa protectora de carbono sobre una superficie. Se utiliza habitualmente como capa protectora de la pintura en diversos tipos de transporte y maquinaria, como barcos y aviones. El revestimiento de carbono proporciona un nivel superior de protección contra daños y minimiza la necesidad de mantenimiento.
En el campo de la microscopía electrónica, las películas y los revestimientos de carbono se utilizan ampliamente debido a su mínima interferencia con la obtención de imágenes y a sus potentes propiedades eléctricas. Las películas finas de carbono, normalmente de unos 5 nm o 50 Angstroms, se utilizan en microscopía electrónica de transmisión (TEM), mientras que las películas más gruesas, de unos 50 nm, se emplean en microscopía electrónica de barrido (SEM) para actividades como el microanálisis de rayos X.
Los recubrimientos de carbono en SEM son amorfos y muy beneficiosos para evitar los mecanismos de carga que pueden deteriorar las superficies de los materiales. También facilitan la obtención eficaz de imágenes de muestras biológicas. Esto hace que los recubrimientos de carbono sean especialmente útiles para preparar muestras no conductoras para la espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDS).
La calidad y la eficacia de los recubrimientos de carbono pueden verse influidas por las técnicas de recubrimiento utilizadas. Los distintos métodos de recubrimiento pueden dar lugar a diversas microestructuras de la capa de recubrimiento, lo que afecta a la difusión de los iones Li a través del recubrimiento y a la estructura superficial del cátodo. Los métodos químicos húmedos y los métodos de recubrimiento por secado son dos categorías de métodos de recubrimiento de carbono que se han estudiado.
Los recubrimientos de carbono ofrecen ventajas sobre los recubrimientos metálicos como el tungsteno y el oro en aplicaciones de microscopía electrónica. Los revestimientos de carbono son amorfos y conductores, por lo que son transparentes a los electrones. Esta transparencia es valiosa para analizar muestras no conductoras mediante espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDS). Por otro lado, los recubrimientos metálicos pueden interferir en el análisis y alterar la información sobre la estructura del grano obtenida mediante difracción de retrodispersión de electrones (EBSD).
El revestimiento de carbono puede conseguirse mediante la evaporación térmica del carbono en el vacío. Dos técnicas comunes para la evaporación térmica son el uso de fibra de carbono o una varilla de carbono. El método de fibra de carbono permite un mayor control del grosor del recubrimiento ajustando las frecuencias de pulsación y la duración del pulso, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de rejilla TEM y técnicas SEM analíticas como EDS y EBSD. Los revestimientos de varilla de carbono producidos en condiciones de vacío con voltaje de rampa proporcionan revestimientos duraderos y de alta calidad.
Los recubridores por pulverización catódica se utilizan habitualmente en los laboratorios de SEM para aplicar recubrimientos de carbono. Los sputter coaters básicos funcionan con bajo vacío y aire atmosférico para depositar recubrimientos finos de 10-20 nm, que no afectan a la obtención de imágenes con aumentos más bajos del SEM. El recubrimiento de carbono por sputtering o evaporación es preferible al sputtering con materiales metálicos cuando el objetivo es evitar la mezcla de información del recubrimiento y la muestra.
En general, los revestimientos de carbono desempeñan un papel crucial a la hora de proporcionar revestimientos protectores para diversas superficies y permitir un análisis de microscopía electrónica eficaz.
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