تخميل

في الكيمياء الفيزيائية والهندسة، يشير التخميل (Passivation)،Goldbook  إلى تغطية مادة بحيث تصبح "خاملة"، أي أقل تعرضًا للتأثر أو التآكل من البيئة. ينطوي التخميل على إنشاء طبقة خارجية من مادة واقية تُطبَّق كطبقة ميكروسكوبية، سواء عن طريق تفاعل كيميائي مع المادة الأساسية، أو تُترك لتتشكل بفعل الأكسدة التلقائية في الهواء. كتقنية، يُقصد بالتخميل استخدام طبقة خفيفة من مادة واقية، مثل أكسيد المعدن، لتشكيل درع ضد التآكل. يُستخدم التخميل في السيليكون أثناء تصنيع الأجهزة الدقيقة في الإلكترونيات الدقيقة. أما التخميل غير المرغوب فيه للأقطاب الكهربائية، المعروف باسم "التلوث الكهربائي"، فيزيد من مقاومة الدائرة الكهربائية ويؤثر على بعض التطبيقات الكهروكيميائية مثل الترسيب الكهربائي لمعالجة مياه الصرف، والاستشعار الكيميائي بالأمبير، والتخليق الكهروكيميائي.

عند التعرض للهواء، تُكوّن العديد من المعادن طبقة سطحية صلبة وخاملة نسبيًا، عادةً أكسيدًا (تُسمى "الطبقة المؤكسدة الأصلية") أو نيتريد، تعمل كطبقة تخميل، أي أن هذه المعادن "تحمي نفسها ذاتيًا". في حالة الفضة، يظهر اللون الداكن نتيجة تكون طبقة تخميل من كبريتيد الفضة نتيجة التفاعل مع غاز كبريتيد الهيدروجين في البيئة. بالمثل، يشكل الألومنيوم طبقة أكسيد واقية مستقرة، ولهذا السبب لا "يصدأ". بالمقابل، بعض المعادن الأساسية، وخصوصًا الحديد، تتأكسد بسهولة لتكوّن طبقة خشنه مسامية من الصدأ تلتصق بشكل ضعيف، وتكون ذات حجم أكبر من المعدن الأصلي، وتتفكك بسهولة، مما يسمح ويعزز استمرار الأكسدة. تعمل طبقة التخميل من الأكسيد على إبطاء الأكسدة والتآكل بشكل ملحوظ في الهواء عند درجة حرارة الغرفة للألومنيوم، والبريليوم، والكروم، والزنك، والتيتانيوم، والسيليكون (شبه المعدن). يبلغ سمك الطبقة السطحية الخاملة الناتجة عن التفاعل مع الهواء حوالي 1.5 نانومتر للسيليكون، و1–10 نانومتر للبريليوم، و1 نانومتر في البداية للتيتانيوم، ثم يصل إلى 25 نانومتر بعد عدة سنوات. وبالمثل، للألومنيوم، ينمو سمكها إلى حوالي 5 نانومتر بعد عدة سنوات.

يشير التخميل السطحي في سياق تصنيع أجهزة أشباه الموصلات، مثل ترانزستورات موسفت المصنوعة من السيليكون والخلايا الشمسية  إلى ما هو أكثر من مجرد تقليل النشاط الكيميائي للسطح؛ فهو يشمل أيضًا إزالة الروابط المعلقة والعيوب الأخرى التي تُكوّن حالات سطحية إلكترونية، والتي تؤثر على أداء الأجهزة. عادةً ما يتكون التخميل السطحي للسيليكون من أكسدة حرارية عند درجات حرارة عالية.

 مراجع 

تصنيف:اختراعات ألمانية
تصنيف:اختراعات سويسرية
تصنيف:اختراعات عربية
تصنيف:اختراعات مصرية
تصنيف:تشطيب السطح
تصنيف:تصنيع أجهزة أشباه الموصلات
تصنيف:دارات متكاملة
تصنيف:عمليات كيميائية
تصنيف:كروم
تصنيف:كيمياء كهربائية
تصنيف:منع التآكل