Čo je fyzické ukladanie pár?

Fyzikálne nanášanie pomocou pár (PVD) opisuje rôzne metódy vákuového ukladania, ktoré sa môžu použiť na výrobu tenkých vrstiev a povlakov. PVD sa vyznačuje procesom, v ktorom materiál prechádza z kondenzovanej fázy do parnej fázy a potom späť do kondenzovanej fázy tenkého filmu. Najbežnejšie PVD procesy sú rozprašovanie a odparovanie. PVD sa používa pri výrobe výrobkov, ktoré vyžadujú tenké filmy na mechanické, optické, chemické alebo elektronické funkcie. Príklady zahŕňajú polovodičové zariadenia, ako sú tenké fólie na solárne panely, aluminizovaný PET film na balenie potravín a balóniky a potiahnuté rezacie nástroje na kovoobrábanie. Okrem PVD nástrojov na výrobu boli vyvinuté špeciálne menšie nástroje (hlavne na vedecké účely).

Bežné priemyselné nátery aplikované pomocou PVD sú nitrid titánu, nitrid zirkónia, nitrid chrómu, nitrid titaničitého hliníka.

Zdrojový materiál je nevyhnutne uložený aj na väčšine ostatných povrchov vo vnútri vákuovej komory, vrátane upevnenia, ktoré sa používa na držanie častí.

Príklady

● Zloženie katódového oblúka : V ktorom vysoko výkonný elektrický oblúk vypúšťaný v cieľovom (zdrojovom) materiáli odstráni niektoré z nich do vysoko ionizovanej pary, ktorá sa nanáša na obrobok.

● fyzikálne usadzovanie parou elektrónovým lúčom, pri ktorom sa materiál, ktorý sa má ukladať, zahrieva na vysoký tlak pary elektrónovým bombardovaním v "vysokom" vákuu a prepravuje sa difúziou, ktorá sa nanesie kondenzáciou na (chladiaci) kus.

● Odparovanie z vyparovania: V ktorom sa materiál, ktorý sa má ukladať, ohrieva na vysoký tlak pár elektrickým odporovým ohrevom v "vysokom" vákuu .

● Impulzné laserové nanášanie: V ktorom vysoko výkonný laser odstraňuje materiál z cieľa do pary.

● Nanášanie rozprašovaním : V ktorom plazmový výboj (zvyčajne umiestnený okolo magnetu okolo " cieľa ") bombarduje materiál, ktorý prúdi čiastočne ako para pre následné nanesenie.

● Depozícia pulzných elektrónov: v ktorej vysokoenergetický pulzný elektrónový lúč odstraňuje materiál z cieľa a generuje plazmový prúd v nerovnovážnych podmienkach.

● Sublimačná sendvičová metóda: Používa sa na vytváranie umelých kryštálov.

Na meranie fyzikálnych vlastností PVD povlakov sa môžu použiť rôzne techniky charakterizácie tenkých vrstiev, ako napríklad:

● Calo tester: test hrúbky náteru

● Nanoindentation: test tvrdosti tenkovrstvových náterov

● Pripevnite na tester disk: skúška koeficientu opotrebovania a trenia

● Tester poškriabania: skúška adhézie povlaku

● Röntgenový mikroanalýza: zisťovanie štrukturálnych vlastností a heterogenita elementárneho zloženia pre rastové plochy

Porovnanie s inými spôsobmi depozície

výhody

● PVD nátery sú niekedy tvrdšie a odolnejšie voči korózii ako nátery aplikované procesom galvanizácie. Väčšina povlakov má vysokú teplotu a dobrú rázovú húževnatosť, vynikajúcu odolnosť proti oderu a je tak odolná, že ochranné vrchné nátery sú takmer nikdy nepotrebné.

● Schopnosť používať prakticky akýkoľvek typ anorganických a niektorých organických náterových materiálov na rovnako rôznorodých skupinách substrátov a povrchov s použitím širokej škály povrchových úprav.

● Viac ekologicky šetrné než tradičné procesy nanášania povlakov, ako je galvanické pokovovanie a lakovanie.

● Na uloženie daného filmu môžete použiť viac ako jednu techniku.

nevýhody

● Špecifické technológie môžu vytvárať obmedzenia; Pre väčšinu technológií PVD povlaku je typický typ prenosu priamočiaryj pozornosti, existujú však metódy, ktoré umožňujú úplné pokrytie zložitých geometrií.

● Niektoré technológie PVD zvyčajne pracujú pri veľmi vysokých teplotách a vysávačoch, ktoré si vyžadujú osobitnú pozornosť obsluhy.

● Vyžaduje systém chladiacej vody na rozptýlenie veľkých tepelných zaťažení.