تطبيق الطلاءات الواقية من أكسيد التنتالوم

تبين أن أكسيد التنتالوم قوي للغاية من الناحية الكيميائية. وقد تم فحص أغشية رقيقة من أكسيد التنتالوم المُرَشَّقة تفاعلياً كطلاء واقٍ لأجهزة الاستشعار المعرضة للوسائط العدوانية.

إن التغطية التدريجية لأكسيد التنتالوم غير المتبلور المترسب بالرش معقولة، ولكن من الصعب تغطية خطوط التمعدن. يُظهر أكسيد التنتالوم المبثوق قوة عازلة عالية وكثافة الثقب للأغشية السميكة 0.5 م أقل من 3 سم.

يتطلب تطبيق الطلاءات الواقية كحل لمفهوم المستشعر هذا عددًا من الخصائص التي يجب أن تتوافر في الطلاء، وتشمل القائمة المختصرة ما يلي
I. مقاومة التآكل: تحدد السماكة القصوى المسموح بها للطلاء والحد الأدنى المطلوب من العمر الافتراضي الحد الأعلى لمعدل الحفر في الوسائط ذات الأهمية.
2. إجهاد متبقي منخفض وسمك صغير: للحد من انخفاض الحساسية بسبب تغيرات الصلابة في الغشاء.
3. التغطية المتدرجة: التغطية الضعيفة على الوصلات البينية ونوافذ التلامس هي المواقع التي سيبدأ فيها تدهور الحساس.
4. كثافة الثقب: عادةً لا يُسمح بوجود ثقوب في المنطقة المكشوفة من الحساس. سوف تخترق المواد المحفورة الطلاء وتؤدي إلى تدهور المكونات النشطة كهربائيًا أو تحت الطلاء، مما يؤدي في النهاية إلى رفع غير مرغوب فيه للطلاء. في حال كانت الثقوب ناتجة عن تلوث جسيمي، يمكن التخلص من الثقوب عن طريق زراعة أغشية أكثر سمكًا.
5. الخواص الكهربائية: يلزم وجود طبقة عازلة لعزل المكونات الكهربائية على المستشعر عن الوسائط الموصلة للكهرباء.
6. قابلة للنمذجة: في كثير من الحالات، يكون من المرغوب فيه نمذجة الطلاء الواقي للوصول إلى وسادات الربط. يُفضل النمذجة في عملية دفعية، مثل النقش الرطب.
7. ترسيب على الوجهين لحماية جانبي مستشعر الضغط التفاضلي.
8. تغطية الزوايا الحادة: مطلوب طلاء مطابق.
9. تغطية التجاويف العميقة: يلزم وجود طلاء مطابق حتى قاع التجويف.

وقد تم بالفعل اقتراح استخدام التنتالوم وسبائك التنتالوم وأكسيد التنتالوم لأغراض الاستشعار. إلى جانب ذلك، يُستخدم التنتالوم في معدات المعالجة الكيميائية لأنه مستقر للغاية. ويرجع السبب في ذلك إلى تكوين طبقة رقيقة من أكسيد التنتالوم غير المتبلور على السطح، وهي خاملة كيميائياً للغاية.

ويمكن ترسيب التنتالوم وأكسيداته ونتريداته عن طريق الترسيب الفيزيائي للبخار أو الترسيب بالبخار الكيميائي أو الأكسدة الحرارية. وهذا يجعل استخدام هذه المواد مرنًا للغاية.