Co to jest fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD)
Fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) to technologia wykorzystująca metody fizyczne w warunkach próżniowych do odparowania powierzchni materiałów stałych lub ciekłych w gazowe atomy, cząsteczki lub częściową jonizację ich w jony, a następnie osadzania folii o określonych funkcjach specjalnych na podłożu w procesie-gazu (lub plazmy) pod niskim ciśnieniem.
Technologia PVD umożliwia osadzanie nie tylko folii metalowych i stopów, ale także folii złożonych, ceramicznych, półprzewodnikowych i polimerowych. Jest to nowa technologia wytwarzania materiałów o szerokich perspektywach zastosowania. Ultra-folie przygotowane przy użyciu tej technologii mają nie tylko wyjątkowo wysoką twardość, ale także ultracienkie, odporne na wysokie temperatury,-wolne od zanieczyszczeń i charakteryzujące się niemal zerową emisją. Nadają się do spełnienia specjalnych wymagań eksploatacyjnych, takich jak odporność na zużycie, odporność na utlenianie, odporność na korozję i-samosmarowanie powierzchni narzędzi, części oraz części ciernych i zużywających się, i stanowią jedną z najbardziej obiecujących i cennych technologii w dzisiejszej-technologii inżynierii powierzchni.
Rodzaje fizycznego osadzania z fazy gazowej
|
PVD |
Zalety |
Wady |
Aplikacje |
|
Odparowanie próżniowe |
● Prosta zasada, wygodna obsługa i łatwa kontrola parametrów osadzania ● Wysoka czystość filmów, odpowiednia do badania właściwości filmów ● Szybka szybkość osadzania, wysoka wydajność i możliwość jednoczesnego osadzania na wielu podłożach ● Istnieje wiele możliwych do zastosowania materiałów ● Koszt jest najniższy w przypadku PVD |
Przyczepność folii do podłoża jest stosunkowo słaba, a powtarzalność procesu niezbyt zadowalająca. |
Odparowanie próżniowe stosuje się do optycznego powlekania interferencyjnego, powlekania luster, powlekania dekoracyjnego, folii barierowych na elastycznych materiałach opakowaniowych, folii przewodzących,-powłok antykorozyjnych itp. materiałów o wysokim i niskim współczynniku załamania światła. Podczas osadzania metali odparowanie próżniowe jest czasami nazywane metalizacją próżniową. |
|
Odkładanie się rozpylania |
● Dobra przyczepność folii do podłoża ● Wysoka czystość filmu ● Dobra gęstość, brak porów ● Możliwość zastosowania do większości materiałów stałych (zwłaszcza materiałów o wysokich temperaturach topnienia), z szerokim zakresem zastosowania materiałów ● Proces osadzania przez napylanie katodowe charakteryzuje się dobrą sterowalnością i powtarzalnością oraz nadaje się do produkcji przemysłowej |
● Sprzęt jest złożony, a parametry osadzania są trudne do kontrolowania ● Szybkość osadzania jest niska ● Kierunkowość osadzania nie jest tak dobra jak w przypadku odparowania próżniowego ● Materiały docelowe do rozpylania są zazwyczaj drogie ● Proces osadzania metodą rozpylania wymaga dokładnej kontroli składu gazu, aby zapobiec zatruciu docelowego obiektu. Stosowany do osadzania folii metalowych na materiałach półprzewodnikowych |
powłoki na szkle budowlanym, powłoki odblaskowe na polimerach, folie magnetyczne na nośnikach pamięci, przezroczyste folie przewodzące na szkle i elastycznych siatkach, suche powłoki smarne,-powłoki odporne na zużycie na narzędziach i powłoki dekoracyjne. |
|
Osadzanie jonów |
● Dobra przyczepność folii do podłoża ● Wysoka gęstość ● Dobra odporność na zużycie i korozję ● Szeroki zakres zastosowań materiałów |
● Należy kontrolować wiele zmiennych procesowych ● Trudno jest uzyskać równomierne bombardowanie jonami na powierzchni podłoża, co skutkuje zmianami właściwości folii ● Podłoże może być-przegrzane |
Powlekanie jonowe służy do osadzania twardych powłok, przyczepionych powłok metalowych,-powłok optycznych o dużej gęstości i powłok konforemnych materiałów kompozytowych na skomplikowanych powierzchniach. Zastosowanie galwanizacji jonowej do osadzania folii aluminiowych na elementach lotniczych nazywa się osadzaniem z fazy gazowej. |
·Odparowanie próżniowe
Odparowanie próżniowe, znane również jako powlekanie przez odparowanie próżniowe, jest najpowszechniejszą i szeroko stosowaną metodą przygotowania folii. Jego zasada polega na wykorzystaniu ciepła zewnętrznego do odparowania materiału foliowego (materiału foliowego) i upłynnienia go lub bezpośredniego odparowania do stanu gazowego i osadzenia na podłożu w celu utworzenia folii w warunkach próżniowych. W zależności od źródła ciepła można je sklasyfikować jako: powlekanie metodą odparowania oporowego, powlekanie wiązką elektronów (EB)-, osadzanie laserem pulsacyjnym (PLD), odparowywanie z ogrzewaniem indukcyjnym- itp.
·Osadzanie napylane
W środowisku próżniowym jest to technologia powlekania, która wykorzystuje wyładowania gazowe do wytwarzania jonów (Ar) i wykorzystuje dodatnio naładowane jony fluoru do bombardowania ujemnie naładowanego stałego materiału docelowego, powodując rozpylanie atomów materiału docelowego i osadzanie się na powierzchni podłoża w celu utworzenia filmu. Napylanie próżniowe dzieli się na różne typy w zależności od różnych urządzeń do napylania: rozpylanie diodowe, triodowe lub kwadratowe, rozpylanie liniowe prądu stałego lub częstotliwości radiowej, rozpylanie magnetronowe, rozpylanie reaktywne, rozpylanie wiązką jonów itp. Wśród nich szeroko stosowane jest napylanie magnetronowe, w tym płaskie napylanie magnetronowe prądu stałego, napylanie magnetronowe z cylindrycznym celem, nierównowagowe napylanie magnetronowe, pulsacyjne napylanie magnetronowe prądem stałym, napylanie magnetronowe o częstotliwości radiowej i napylanie magnetronowe o średniej częstotliwości itp.
·Powlekanie jonowe
Powlekanie jonowe to jedna z najszybciej-rozwijających się i najczęściej stosowanych technologii powlekania. Materiał filmowy (materiał filmowy) przechodzi ze stanu stałego w stan gazowy w sposób podobny do galwanizacji przez odparowanie lub napylania katodowego, przy czym gazowy materiał filmowy uczestniczy w wyładowaniu jarzeniowym wraz z gazem roboczym podczas późniejszego transportu, a jego część ulega jonizacji do jonów i elektronów, a jony i cząstki obojętne osadzają się na ujemnie naładowanym podłożu, tworząc film. Powlekanie jonowe można zasadniczo podzielić na trzy kategorie: powlekanie jonowe w plazmie, osadzanie łukowe z fazy gazowej i powlekanie jonowe wiązką. Najbardziej typową cechą odróżniającą powlekanie jonowe od powlekania przez odparowanie i napylanie katodowe jest: ① W przypadku powlekania jonowego atomy gazowego materiału filmowego przechodzą proces dysocjacji, ② W przypadku powlekania jonowego podłoże zwykle stosuje ujemne odchylenie. Jeżeli te dwa warunki są spełnione, powłokę można w zasadzie zaliczyć do galwanizacji jonowej.
Typowe zastosowania
Zakres zastosowań fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD) wzrasta. Filmy są zwykle podzielone na różne kategorie:
Kolorowe powłoki PVD: Zwiększają trwałość, estetykę i wartość produktów
Powłoki-wysokowydajne: odporne na ciepło/zimno/odporne na ciśnienie/odporne na kamień wodny/odporne na korozję, biokompatybilność
Diament-podobny do węgla: zmaksymalizuj trwałość, zmniejsz tarcie lub popraw wygląd
Zamienniki chromu PVD: piękna, trwała i bezpieczna alternatywa dla twardego chromu
Powłoka miedziana: Miedź może być stosowana ze względu na swój niepowtarzalny wygląd i właściwości antybakteryjne
