Какво е физическо отлагане на пари (PVD)
Физическото отлагане на пари (PVD) е технология, която използва физични методи при условия на вакуум за изпаряване на повърхността на твърди или течни материали в газообразни атоми, молекули или частичното им йонизиране в йони и след това отлагане на филми с определени специални функции върху субстрата чрез процес с газ (или плазма) под ниско{0}}налягане.
PVD технологията може да депозира не само метални филми и филми от сплави, но и комбинирани, керамични, полупроводникови и полимерни филми и е нова технология за производство на материали с широки перспективи за приложение. Ултра{1}}твърдите филми, изготвени по тази технология, не само имат изключително висока твърдост, но също така са ултратънки, устойчиви на високи температури, не замърсяват-и имат почти нулеви емисии. Те са подходящи за специални изисквания за производителност като устойчивост на износване, устойчивост на окисляване, устойчивост на корозия и само-смазване на повърхността на инструменти, части и триещи се и износващи се части и са една от най-обещаващите и ценни технологии в днешната-технология за повърхностен инженеринг.
Видове физическо отлагане на пари
|
PVD |
Предимства |
Недостатъци |
Приложения |
|
Вакуумно изпаряване |
● Прост принцип, удобна работа и лесен контрол на параметрите на отлагане ● Висока чистота на филмите, подходящи за изследване на свойствата на филмите ● Бърза скорост на отлагане, висока ефективност и може да се отлага едновременно върху множество субстрати ● Приложимите материали са много ● Цената е най-ниска при PVD |
Адхезията между филма и субстрата е относително лоша и повторяемостта на процеса не е много задоволителна. |
Вакуумното изпаряване се използва за оптично интерферентно покритие, огледално покритие, декоративно покритие, бариерни филми върху гъвкави опаковъчни материали, проводими филми, анти{0}}корозионни покрития и др. на материали с висок и нисък индекс на пречупване. Когато се отлагат метали, вакуумното изпаряване понякога се нарича още вакуумна метализация. |
|
Отлагане чрез разпръскване |
● Добра адхезия между фолиото и субстрата ● Висока чистота на филма ● Добра плътност, без пори ● Приложим за повечето твърди материали (особено материали с високи точки на топене), с широк диапазон на приложимост на материала ● Процесът на отлагане чрез разпрашаване има добра управляемост и повторяемост и е подходящ за промишлено производство |
● Оборудването е сложно и параметрите на отлагането са трудни за контролиране ● Скоростта на отлагане е ниска ● Насочеността на отлагането не е толкова добра, колкото вакуумното изпаряване ● Материалите за мишени за разпрашаване обикновено са скъпи ● Процесът на отлагане чрез разпрашаване изисква внимателен контрол на газовия състав, за да се предотврати отравяне на целта. Използва се за отлагане на метални филми върху полупроводникови материали |
покрития върху строително стъкло, отразяващи покрития върху полимери, магнитни филми върху носители за съхранение, прозрачни проводящи филми върху стъкло и гъвкави мрежи, сухи смазочни филми, устойчиви на износване покрития върху инструменти и декоративни покрития. |
|
Отлагане на йони |
● Добра адхезия между фолиото и субстрата ● Висока плътност ● Добра устойчивост на износване и корозия ● Широка гама от приложимост на материала |
● Много променливи на обработка трябва да бъдат контролирани ● Трудно е да се постигне равномерно йонно бомбардиране върху повърхността на субстрата, което води до промени в свойствата на филма ● Субстратът може да е пре-нагрят |
Йонното покритие се използва за отлагане на твърди покрития, прикрепени метални покрития, оптични покрития с висока-плътност и конформни покрития от композитни материали върху сложни повърхности. Използването на йонно покритие за нанасяне на алуминиеви филми върху аерокосмически компоненти се нарича йонно отлагане на пари. |
· Вакуумно изпаряване
Вакуумното изпаряване, известно още като покритие чрез вакуумно изпаряване, е най-разпространеният и широко използван метод при подготовката на филми. Неговият принцип е да се използва външна топлина за изпаряване на филмовия материал (филмов материал) и втечняването му или директно изпаряването му в газообразно състояние и отлагането му върху субстрата, за да се образува филм при условия на вакуум. Според източника на топлина може да се класифицира като: резистентно изпаряване, покритие с електронен лъч (EB)-, импулсно лазерно отлагане (PLD), индукционно-нагрято изпаряване и др.
· Отлагане чрез разпръскване
Във вакуумна среда това е технология за нанасяне на покритие, която използва газов разряд за генериране на йони (Ar) и използва положително заредени флуорни йони за бомбардиране на отрицателно заредения твърд целеви материал, за да накара атомите на целевия материал да бъдат разпръснати и отложени върху повърхността на субстрата, за да образуват филм. Вакуумното разпрашващо покритие се класифицира в различни типове в зависимост от различните разпрашващи устройства: диодно, триодно или квадратно разпрашване, постоянен ток или радиочестотна линия, магнетронно разпрашване, реактивно разпрашване, йонно-лъчево разпрашване и др. Сред тях широко се използва магнетронно разпрашващо покритие, включително планарно магнетронно разпрашване с постоянен ток, магнетрон с цилиндрична мишена разпръскващо покритие, не-равновесно магнетронно разпръскване, импулсно магнетронно разпръскване с постоянен ток, радиочестотно магнетронно разпръскване и средночестотно магнетронно разпръскване и др.
·Йонно покритие
Йонното покритие е една от най-бързо{0}}развиващите се и най-широко използваните технологии за нанасяне на покрития. Материалът на филма (материалът на филма) се променя от твърдо състояние в газообразно състояние по начин, подобен на нанасяне чрез изпаряване или разпрашване, но газообразният филмов материал участва в тлеещия разряд заедно с работния газ по време на последващия транспорт и част от него се йонизира в йони и електрони, а йоните и неутралните частици се отлагат върху отрицателно заредения субстрат, за да образуват филм. Йонното покритие може основно да бъде разделено на три категории: плазмено йонно покритие, дъгово отлагане на пари и йонно покритие с лъч. Най-типичната характеристика, която отличава йонното покритие от изпарителното и разпръскващото покритие, е: ① При йонно покритие атомите на газообразния филм претърпяват процес на дисоциация, ② При йонно покритие субстратът обикновено прилага отрицателно отклонение. Ако тези две условия са изпълнени, покритието може основно да се класифицира като йонно покритие.
Общи приложения
Обхватът на приложение на физическото отлагане на пари (PVD) се увеличава. Филмите обикновено се класифицират в различни категории:
Цветни PVD покрития: Подобряват издръжливостта, естетиката и стойността на продуктите
Високо{0}}ефективни покрития: топлоустойчиви/студоустойчиви/устойчиви на налягане/устойчиви на воден котлен камък/устойчиви на корозия, биосъвместимост
Диамант{0}}като въглерод: Увеличете максимално издръжливостта, намалете триенето или подобрете външния вид
PVD заместители на хром: Красива, издръжлива и безопасна алтернатива на твърдия хром
Медно покритие: Медта може да се използва заради уникалния си външен вид и антибактериални свойства
