貴金屬因具有良好的抗氧化性能、高的電導(dǎo)率、優(yōu)異的催化活性以及使用中的高穩(wěn)定性能，在基礎(chǔ)工業(yè)、高新技術(shù)及軍工宇航領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但貴金屬資源量少，價(jià)格昂貴，在保障使用性能的條件下如何降低用量是業(yè)界關(guān)注的重要課題。使用薄膜或涂層代替整體材料是大幅降低用量的重要途徑。同時(shí)，薄膜材料厚度與其長度和寬度相比幾乎可以忽略不計(jì)，結(jié)構(gòu)特殊且表面積大，除保持了貴金屬優(yōu)異的物理化學(xué)性能外，還具有塊體狀材料所不具備的、特異的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)，以及催化等性能，二者兼?zhèn)?，使其作為磁性材料、催化劑材料、光學(xué)材料、傳感材料、光電子功能材料，以及特種功能涂層等材料，得到了廣泛的應(yīng)用。
薄膜與涂層在厚度尺寸上不同，在功能定位上也有所側(cè)重。一般來講，以薄膜材料使用時(shí)，其厚度通常小于25μm,最薄的可小于1μm,甚至是原子尺度上的二維材料。功能上更多地是利用其光、電、磁及催化等物理化學(xué)特性，開發(fā)各類特殊用途的功能薄膜材料。涂層的厚度比薄膜厚，主要功能是作為抗腐蝕和抗氧化的表面保護(hù)材料。
貴金屬的抗腐蝕性能、抗氧化性能及與常見氣體的反應(yīng)情況詳見表1-3和表1-4。簡言之，銥、銠的抗化學(xué)腐蝕能力最強(qiáng)，粉末態(tài)或致密金屬甚至在加熱的情況下都不溶于各種酸和王水，也耐很多腐蝕性化學(xué)試劑的浸蝕，銀是貴金屬中耐蝕性最差的金屬?？寡趸芰ψ顝?qiáng)的是銠和鉑，高溫下都很難氧化和揮發(fā)，最易氧化的是鋨、釕、鈀。貴金屬(銀除外)都耐硫及硫化物腐蝕，銀在潮濕的空氣中，易被硫或硫化物腐蝕生成硫化銀。詳細(xì)了解這些性質(zhì)是研發(fā)及使用該類材料的基礎(chǔ)。
材料的腐蝕是一個(gè)普遍現(xiàn)象，貴金屬的耐腐蝕和抗氧化性并非意味著不腐蝕和不氧化，這與其存在狀態(tài)和使用狀態(tài)、使用環(huán)境和條件密切相關(guān)，其實(shí)是一個(gè)腐蝕和氧化速度及使用壽命問題。薄膜狀態(tài)其厚度僅微米級(jí)，若發(fā)生腐蝕和氧化不僅嚴(yán)重改變其使用性能，也影響其壽命。因此利用貴金屬薄膜特異的光、電、磁及催化性質(zhì)開發(fā)相關(guān)的功能材料時(shí)，其使用目的、使用環(huán)境和條件、選擇何種金屬或合金、以什么工藝和技術(shù)制備薄膜、防蝕及防氧化設(shè)計(jì)等問題，是材料科學(xué)研究中必須兼顧的重要問題。
本章介紹各類貴金屬薄膜涂層材料，包括單種純貴金屬、合金及化合物薄膜，含貴金屬的雙層及多層膜，納米顆粒膜和復(fù)合膜的用途、性能及研發(fā)情況。同時(shí)還介紹各類材料的制備方法，如電鍍法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、溶膠-凝膠法(Sol-gel)以及分子束外延等。
