Čo je fyzikálna depozícia z pár (PVD)
Fyzikálne nanášanie pár (PVD) je technológia, ktorá využíva fyzikálne metódy v podmienkach vákua na odparovanie povrchu pevných alebo kvapalných materiálov na plynné atómy, molekuly alebo ich čiastočnú ionizáciu na ióny a potom nanášanie filmov s určitými špeciálnymi funkciami na substrát prostredníctvom procesu nízkotlakového plynu (alebo plazmy).
Technológia PVD môže nanášať nielen kovové filmy a zliatinové filmy, ale aj kompozitné, keramické, polovodičové a polymérové filmy a je novou technológiou výroby materiálov so širokými aplikačnými vyhliadkami. Ultra-tvrdé filmy pripravené touto technológiou majú nielen extrémne vysokú tvrdosť, ale sú aj ultratenké, odolné voči vysokým teplotám, bez znečistenia-a majú takmer nulové emisie. Sú vhodné pre špeciálne požiadavky na výkon, ako je odolnosť proti opotrebovaniu, oxidácii, korózii a samo-mazanie na povrchu nástrojov, dielov a trecích a opotrebovaných dielov, a sú jednou z najsľubnejších a najhodnotnejších technológií v súčasnej-technológii povrchového inžinierstva.
Typy fyzikálneho naparovania
|
PVD |
Výhody |
Nevýhody |
Aplikácie |
|
Vákuové odparovanie |
● Jednoduchý princíp, pohodlná obsluha a jednoduché ovládanie parametrov depozície ● Vysoká čistota filmov, vhodná na štúdium vlastností filmu ● Rýchla rýchlosť nanášania, vysoká účinnosť a môže byť nanášaná súčasne na viacero substrátov ● Použiteľných materiálov je veľa ● Náklady sú najnižšie v PVD |
Priľnavosť medzi fóliou a substrátom je relatívne slabá a opakovateľnosť procesu nie je veľmi uspokojivá. |
Vákuové naparovanie sa používa na optické interferenčné nátery, zrkadlové nátery, dekoratívne nátery, bariérové fólie na flexibilných obalových materiáloch, vodivé fólie, anti{0}}korózne nátery atď. materiálov s vysokým a nízkym indexom lomu. Pri ukladaní kovov sa vákuové naparovanie niekedy nazýva aj vákuová metalizácia. |
|
Depozícia naprašovaním |
● Dobrá priľnavosť medzi fóliou a podkladom ● Vysoká čistota filmu ● Dobrá hustota, žiadne póry ● Použiteľné pre väčšinu pevných materiálov (najmä materiály s vysokými bodmi topenia), so širokým rozsahom použiteľnosti materiálov ● Proces naprašovania má dobrú kontrolovateľnosť a opakovateľnosť a je vhodný pre priemyselnú výrobu |
● Zariadenie je zložité a parametre depozície sa ťažko kontrolujú ● Rýchlosť ukladania je nízka ● Smer depozície nie je taký dobrý ako vákuové naparovanie ● Materiály naprašovacích terčov sú zvyčajne drahé ● Proces nanášania naprašovaním vyžaduje starostlivú kontrolu zloženia plynu, aby sa zabránilo otrave terča Používa sa na nanášanie kovových filmov na polovodičové materiály |
nátery na stavebnom skle, reflexné nátery na polyméroch, magnetické fólie na pamäťových médiách, priehľadné vodivé fólie na sklách a pružných sieťkach, suché filmové mazivá, nátery-odolné voči opotrebovaniu na nástrojoch a dekoratívne nátery. |
|
Depozícia iónov |
● Dobrá priľnavosť medzi fóliou a podkladom ● Vysoká hustota ● Dobrá odolnosť proti opotrebovaniu a korózii ● Široká škála použiteľnosti materiálov |
● Je potrebné kontrolovať veľa premenných spracovania ● Je ťažké dosiahnuť rovnomerné bombardovanie iónmi na povrchu substrátu, čo vedie k zmenám vlastností filmu ● Substrát môže byť prehriaty- |
Iónové pokovovanie sa používa na nanášanie tvrdých povlakov, pripevnených kovových povlakov, optických povlakov s vysokou{0}}hustotou a konformných povlakov kompozitných materiálov na zložité povrchy. Použitie iónového pokovovania na nanášanie hliníkových filmov na letecké komponenty sa nazýva depozícia iónových pár. |
· Vákuové odparovanie
Vákuové naparovanie, tiež známe ako vákuové naparovanie, je najbežnejšou a najpoužívanejšou metódou pri príprave filmu. Jeho princíp spočíva vo využití vonkajšieho tepla na odparenie filmového materiálu (filmového materiálu) a jeho skvapalnenie alebo jeho priame odparenie do plynného stavu a jeho uloženie na substrát za vzniku filmu vo vákuu. Podľa zdroja tepla ho možno klasifikovať ako: odporové naparovacie pokovovanie, elektrónový lúč (EB)-povlak, pulzné nanášanie laserom (PLD), indukčné-vyhrievané naparovanie atď.
· Nanášanie rozprašovaním
Vo vákuovom prostredí je to technológia poťahovania, ktorá využíva plynový výboj na generovanie iónov (Ar) a využíva kladne nabité fluórové ióny na bombardovanie záporne nabitého pevného materiálu terča, aby sa atómy materiálu terča rozprášili a uložili na povrch substrátu za vzniku filmu. Vákuové naprašovanie sa klasifikuje do rôznych typov podľa rôznych naprašovacích zariadení: diódové, triódové alebo štvorcové naprašovanie, jednosmerný prúd alebo rádiofrekvenčné čiarové naprašovanie, magnetrónové naprašovanie, reaktívne naprašovanie, naprašovanie iónovým lúčom atď. Medzi nimi je široko používané magnetrónové naprašovanie, vrátane jednosmerného plošného magnetrónového naprašovania, magnetrónové naprašovanie, pokovovanie naprašovacím terčom nerovnovážne magnetrónové naprašovanie, pulzné jednosmerné magnetrónové naprašovanie, rádiofrekvenčné magnetrónové naprašovanie a stredofrekvenčné magnetrónové naprašovanie atď.
· Iónové pokovovanie
Iónové pokovovanie je jednou z najrýchlejšie{0}}rastúcich a najpoužívanejších technológií povrchovej úpravy. Filmový materiál (filmový materiál) prechádza z pevného skupenstva do plynného skupenstva podobným spôsobom ako naparovacie pokovovanie alebo naprašovanie, avšak plynný filmový materiál sa pri následnom transporte podieľa na žiarivom výboji spolu s pracovným plynom a časť z neho sa ionizuje na ióny a elektróny a ióny a neutrálne častice sa ukladajú na záporne nabitý substrát a vytvárajú film. Iónové pokovovanie možno v zásade rozdeliť do troch kategórií: plazmové iónové pokovovanie, oblúkové naparovanie a lúčové iónové pokovovanie. Najtypickejším znakom, ktorý odlišuje iónové pokovovanie od pokovovania odparovaním a pokovovania naprašovaním, je: ① Pri iónovom pokovovaní sa atómy plynného filmového materiálu podrobujú procesu disociácie, ② Pri iónovom pokovovaní substrát zvyčajne používa zápornú odchýlku. Ak sú splnené tieto dve podmienky, povlak možno v zásade klasifikovať ako iónové pokovovanie.
Bežné aplikácie
Rozsah použitia fyzikálnej depozície z pár (PVD) sa zvyšuje. Filmy sú zvyčajne rozdelené do rôznych kategórií:
Farebné PVD povlaky: Zvyšujú trvanlivosť, estetiku a hodnotu produktov
Vysoko{0}}výkonné nátery: Tepelne odolné/odolné proti chladu/tlaku/vodnému kameňu/odolné voči korózii, biokompatibilita
Diamantový-karbón: Maximalizujte odolnosť, znížte trenie alebo vylepšite vzhľad
PVD náhrady chrómu: Krásna, odolná a bezpečná alternatíva k tvrdému chrómu
Medený povlak: Meď môže byť použitá pre jej jedinečný vzhľad a antibakteriálne vlastnosti
