Ứng dụng của lớp phủ chân không
Dec 25, 2017| Giới thiệu
Hút chân không là môi trường nơi áp suất khí thấp hơn xung quanh. Một plasma là một môi trường khí, trong đó có đủ ion và điện tử để có thể có được tính dẫn điện đáng kể. Phủ chân không là sự lắng đọng của màng hoặc lớp phủ trong môi trường không áp suất (hoặc áp suất thấp). Nói chung thuật ngữ này được áp dụng cho các quy trình chứa các nguyên tử (hoặc phân tử) tại một thời điểm như sự lắng đọng hơi vật lý (PVD) hoặc các quá trình lắng đọng hóa học áp suất thấp (LP-CVD) hoặc huyết tương cải thiện huyết tương (PECVD). Trong quy trình PVD, vật liệu được lắng đọng xuất phát từ sự bốc hơi của bề mặt rắn hoặc lỏng. Trong quá trình CVD, vật liệu được lắng đọng xuất phát từ các loài tiền chất hóa học bị phân huỷ bằng cách giảm hoặc phân hủy nhiệt - chủ yếu là trên một bề mặt nóng.
Trong một số trường hợp, vật liệu được lắng đọng phản ứng với môi trường khí hoặc một loài được mã hoá để tạo thành một màng của vật liệu hợp chất như oxit, nitride, cacbua hoặc carbonitride. Trong quá trình xử lý CVD, việc sử dụng plasma để phân tách tiền chất hóa học trong pha hơi cho phép quá trình phân hủy hoặc giảm được tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn so với kích hoạt nhiệt một mình. PECVD có thể được thực hiện ở áp suất thấp như áp dụng trong chế biến PVD (áp suất thấp PECVD, LP-PECVD), nơi mà hơi tiền chất bị phân hủy chủ yếu trong plasma. Trong một số trường hợp, quá trình lắng tụ lai của PVD và LP-PECVD được sử dụng để lắng các hợp kim, compozit hoặc hợp chất. Một ví dụ là cacbonitrit kim loại, trong đó cacbon có nguồn gốc từ một chất hóa học hơi hóa học như acetylene; lượng nitơ đến từ khí; và kim loại từ bốc hơi, xáo trộn, hoặc bốc hơi hồ quang của một bề mặt rắn hoặc lỏng.
Sơn trang trí / Trang trí / Mang
Metallization cho mục đích trang trí nghiêm ngặt là một thị trường lớn. Các ứng dụng khác nhau từ các lớp phủ polymer - sau đó được chuyển sang sử dụng trang trí như bong bóng và nhãn - để kim loại hóa các mặt hàng ba chiều, chẳng hạn như các danh hiệu thể thao, khuôn đúc kẽm và các đồ trang trí bằng nhựa polyme đúc, và các hộp đựng mỹ phẩm. Thường thì các lớp phủ này bao gồm lớp phủ nhôm phản chiếu được phủ lên trên lớp nền cơ bản mịn, sau đó phủ lên lớp sơn nhuộm để tạo lớp phủ màu sắc và kết cấu mong muốn cũng như khả năng chống ăn mòn và mài mòn.
Trong một số ứng dụng, ngoài các khía cạnh trang trí của lớp phủ, lớp phủ được yêu cầu chịu được mài mòn. Ví dụ, titanium nitrit (TiN) có màu vàng, và titanium carbonitride (TiC x Ny) có thể thay đổi màu từ vàng sang tím tùy theo thành phần. Zirconium nitride (ZrN) có màu đồng và có khả năng chịu mài mòn và trầy xước cao hơn đồng thau. Lớp trang trí / mài mòn được sử dụng cho phần cứng cửa, đồ đạc ống nước, mặt hàng thời trang, phần cứng hàng hải và các ứng dụng khác.
Sơn cứng và chịu mài mòn
Các lớp phủ cứng thường được gọi là lớp phủ luyện kim và là một loại lớp phủ tribologic. Các lớp phủ cứng được sử dụng để tăng hiệu quả cắt và tuổi thọ của các dụng cụ cắt và để duy trì dung sai kích thước của các thành phần được sử dụng trong các ứng dụng mà việc mài mòn có thể xảy ra, chẳng hạn như khuôn phun. Ngoài ra, lớp phủ có thể hoạt động như một rào cản khuếch tán khi nhiệt độ cao được tạo ra bởi sự chuyển động giữa các bề mặt hoặc chống ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt. Có nhiều lớp vật liệu phủ cứng. Chúng bao gồm: oxit kim loại liên kết ion (Al 2 O 3 , ZrO 2 , và TiO 2 ), các vật liệu liên kết hóa trị (SiC, boron carbon [B4C], kim cương, kim cương giống như cacbon [DLC], TiC, AlN, CrC, hợp chất cacbua, hợp chất nitrit và cacbonitrit, và nitơ boron khối), và một số hợp kim (cobalt crôm nhôm yttri], NiAl, NiCrBSi. Trong một số trường hợp, lớp phủ có thể được lớp để kết hợp các tính chất.
Lớp phủ cứng cũng được sử dụng để giảm thiểu tình trạng mỏi mòn, như được tìm thấy trong vòng bi. Lớp phủ chống mài mòn cũng có thể được áp dụng cho các bề mặt có tải nhẹ hoặc định kỳ. Ví dụ, lớp phủ cứng được lắng đọng trên plastic để cải thiện khả năng chống xước. Các ứng dụng được đặt trên thấu kính nhựa đúc và máy bay nhựa canopies. Trong một số trường hợp, mài mòn lớp phủ, như SiO2 hoặc Al 2 O 3 , có thể được áp dụng cho các bề mặt cứng, như thủy tinh, để tăng khả năng chống xước.
Sơn chống ăn mòn
Bảo vệ khỏi môi trường hóa học hung hãn có thể được thực hiện bằng nhiều cách. Bề mặt có thể được tráng bằng vật liệu trơ hoặc với vật liệu tạo thành bề mặt bảo vệ sau khi phản ứng với môi trường hoặc với vật liệu sẽ được dỡ bỏ một cách tự nhiên để bảo vệ vật liệu bên dưới. Tantali, bạch kim và cacbon đang trơ ở nhiều môi trường hóa học. Ví dụ, lớp phủ cacbon được sử dụng trên kim loại được cấy vào cơ thể con người để cung cấp khả năng tương thích. Trong các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ được nhôm tráng bởi quá trình lắng đọng hơi ion (IVD) của PVD để ngăn chặn sự ăn mòn điện của các vật liệu không tương đồng tiếp xúc.
Chromium, nhôm, silic, và MCrAlY (trong đó M là hợp chất Ni, Co, Fe) sẽ phản ứng với oxy để tạo thành một lớp oxit bảo vệ mạch lạc trên bề mặt. Nếu các ion kim loại (Fe, Cu) khuếch tán nhanh hơn oxy qua oxit, một oxit dày sẽ hình thành trên bề mặt. Nếu oxy khuếch tán nhanh hơn oxit hơn các ion kim loại (Al, Si, Ti, Zr - kim loại "van"), oxy hóa sẽ xảy ra ở giao diện và một oxit mỏng sẽ được hình thành. Các lớp phủ hợp kim MCrAlY được sử dụng làm lớp phủ bảo vệ trên lưỡi tuabin động cơ của máy bay. Cadmium, nhôm, và Al: Các hợp kim Zn được sử dụng làm lớp mạ điện trên thép. Việc mạ cadmium (chân không cadmium) có ưu điểm hơn cadmium mạ điện trong đó không có khả năng làm kẽ hở hydro bằng thép có độ bền cao khi xử lý bằng chân không được sử dụng.