Beth yw Deposition Anwedd Corfforol (PVD)

Beth yw dyddodiad anwedd corfforol (PVD)

Mae Blaendal anwedd Ffisegol (PVD) yn broses o adneuo'r deunydd wedi'i orchuddio i wyneb y gweithle trwy ddull Corfforol o dan amodau gwactod. Wrth wneud proses PVD, mae tymheredd gwres y gweithle yn gyffredinol o dan 600 ℃ , sydd ar gyfer defnyddio dur cyflymder uchel, dur peiriannu mowld aloi a llwydni dur arall yn arwyddocâd pwysig. Ar hyn o bryd, mae yna dri dull dyddodiad anwedd corfforol a ddefnyddir yn gyffredin, hynny yw, anweddiad gwactod, ysbwriel a phlâu ïon. Ar hyn o bryd, ni all technoleg dyddodiad anwedd corfforol yn unig adneuo ffilm metel, ffilm aloi, ond hefyd adneuo cyfansawdd, cerameg, lled-ddargludydd, ffilm polymer, ac ati.

1. Anweddiad gwactod

O dan y pwysau o 1.33x10-3 i 1.33 x10-4pa o dan y cyflwr gwactod, gwneir anweddiad gwactod trwy wresogi deunydd gwaddodol gyda ffynonellau gwres o'r fath fel trawst electron, ac mae'r atomau neu'r moleciwlau anweddedig yn ffurfio haen waddodol yn uniongyrchol ar wyneb y wedi'i chwistrellu dan bwysau 1.33x10-3 i 1.33 x10-4pa. Fodd bynnag, mae anweddiad uniongyrchol o carbidau metelig anadferol a nitrid yn anodd ac mae'n dueddol o dorri cyfansoddion. At y diben hwn, datblygwyd anweddiad adweithiol trwy gyflwyno proses gemegol. Er enghraifft, cafodd metel titaniwm ei anweddu gan gwn electron, a chyflwynwyd ychydig o nwyon adweithiol fel methan ac asetilen i'r lle anweddu i alluogi atomau titaniwm ac atomau nwy adweithiol i ymateb ar wyneb y gweithle a gorchuddio TiC adneuo.

Defnyddir anweddiad gwactod yn bennaf ar gyfer gorchuddio wyneb elfennau optegol megis lens a myfyriwr, gwahanol gydrannau electronig a chynhyrchion chwistrellu plastig.

2. Gorchudd gwydr

Mae cotio sputter yn ddull dyddodiad anwedd corfforol heb dechnoleg anweddu. Yn ystod y broses blastro, caiff yr ystafell waith ei wagio a'i lenwi â nwy hydrogen fel y nwy sy'n gweithio, a'i gadw ar 0.13-1.33pa. Defnyddir y deunydd adneuo fel y targed (cathod) ac ychwanegir y pwysedd negyddol ar gannoedd i filoedd o folt. Cymerir y gwaith fel yr anod, ac mae gan y ffilament ar y ddwy ochr bwysau negyddol (-30-100v). Ffilament gwresogi i oddeutu 1700 ℃ , mae'r ffilament yn allyrru electronau i wneud hydrogen yn rhyddhau glow, cynhyrchu hionau hydrogen H +, mae H + yn cael ei gyflymu gan ddeunydd targed bomio, gwneud i'r atomau neu'r moleciwlau ddeunydd targed ysbwriel ymyrryd i wyneb y gweithle, ffurfio gwaddodion .

Gellir defnyddio sputtering i adneuo gwahanol ddeunyddiau dargludol, gan gynnwys metelau a chyfansoddion toddi uchel. Os defnyddir TiC fel y deunydd targed, gellir adneuo'r cotio TiC yn uniongyrchol ar y gweithle. Wrth gwrs, gellir defnyddio'r metel Ti hefyd fel y targed, ac yna gellir mewnforio nwy adweithiol i gynnal ysbwriel adweithiol. Mae'r cotio ysbwriel yn unffurf ond gyda chyflymder dyddodiad araf, ac nid yw'n addas ar gyfer cotio o fwy na 105mm o drwch. Gall sputtering wneud tymheredd y swbstrad yn cynyddu i 500-600 ℃ , felly dim ond yn berthnasol i'r tymheredd hwn yw'r broses o brosesu llwydni dur caled eilaidd.

3. Y platiau ďon

Y platio ion yw gwneud y mater nwy neu anweddu wedi'i iononeiddio o dan y cyflwr gwactod trwy ryddhau'r nwy, ac i anweddu'r mater anweddu neu ei adweithyddion ar y gweithle trwy fomio'r ďonau nwy neu'r ïonau osgoi-drosglwyddo. Drwy gyfuno rhyddhau glow, technoleg anweddu plasma a gwactod, nid yn unig y gall plâu ďon wella perfformiad cotio, ond hefyd ymestyn ystod y cais o dechnoleg cotio.

Yn ychwanegol at fanteision ysbwriel gwactod, mae gan bethau ïon hefyd fanteision adlyniad cryf o haen ffilm, dyrnu da a deunyddiau cotio helaeth. Gall defnyddio technoleg plating ion, er enghraifft, fod mewn metel, plastig, cerameg, gwydr, papur a deunyddiau nad ydynt yn metelau eraill, cotio â gwahanol berfformiad plastig sengl, platio aloi, gorchudd cyfansawdd, a gwahanol fathau o cotio cyfansawdd, a'r cyflymder gwaddodol (hyd at 755 m / min), mae glanhau cyn proses plating yn syml, dim llygredd i'r amgylchedd, o ganlyniad, mae cartref a thramor yn y blynyddoedd diwethaf wedi bod yn ddatblygiad cyflym.

Ynysu metel neu anwedd aloi trwy gyflenwi glow o nwy anadweithiol. Mae plât ion yn cynnwys gwres, anweddiad a dyddodiad y deunydd cotio (fel TiN, TiC).

Gall atomau deunydd cotio anweddiad ar ôl glow, nifer fechan o ionization, ac sy'n hedfan i'r gweithle dan weithrediad y maes trydan, gydag egni'r miloedd o folt electronig sy'n saethu i'r wyneb, yn y matrics o amgylch ychydig o ddyfnder nanomedr, felly gwella cryfder adhesion y gorchudd, a deunyddiau anweddu heb ffilm adneiddio atomig ionization yn uniongyrchol ar y rhannau. Gall chwistrellu ïonau nwy anadweithiol a ïonau deunydd gorchuddio ar wyneb y gweithle hefyd gael gwared ar halogion ar wyneb y gweithle, gan wella'r grym rhwymo.

Os yw'r nwy adweithiol yn cael ei chyflwyno i'r gofod anweddu, gellir adneuo gorchudd cyfansawdd metel ar wyneb y gweithle, a elwir yn blastig ïon adweithiol. Oherwydd mabwysiadu gweithrediad plasma, dim ond ar dymheredd isel neu hyd yn oed ar dymheredd yr ystafell y mae angen i'r gweithle gael ei orchuddio i warantu cywirdeb dimensiwn a roughness wyneb y gweithle. Felly, gellir trefnu'r broses derfynol ar ôl i'r gweithle gael ei galedu neu ei dychryn. O'r fath fel TiN neu TiC gwaddodol, gall tymheredd y corff basal ddewis o fewn yr ystod 150-600 ℃ , gyda gorchudd tymheredd uchel o galedwch uchel, grym bondio gyda swbstrad yn uchel hefyd. Gall tymheredd is-ddewis ddewis yn ôl deunydd matrics, a gall ei dymheredd tymheru, fel yr is-haen ar gyfer dur cyflymder uchel, ddewis 560 ℃ , ac yn y modd hwn, ar gyfer y broses o ddymchwel, tymeru a phrosesu i faint y prosesu llwydni manwl gywir peidiwch â phoeni am y matrics i leihau'r problemau caledwch a dadfeddiannu. Yn ogystal â hyn, mae cyflymder dyddodi platiau ďon yn gyflymach na dulliau dyddodiad eraill y cyfnod nwy, ac fel arfer dim ond ychydig funudau y bydd yn cael y cotio TiC neu TiN o 10mm o drwch.

Gellir cymharu cotiau TiN neu TiC a adneuwyd gan PVD â'r rhai gan CVD ac mae ganddynt y nodweddion canlynol:

(1) mae'r mowldiau uchaf ac isaf yn cael eu prosesu gyda mowldiau metel o safon uchel, ac mae'n eithaf effeithiol defnyddio platio cyfansawdd pVD uwchradd i gryfhau'r wyneb;

(2) collir yr effaith cotio PVD ar wyneb mowld garw;

(3) Mae cotio PVD yn fwy effeithiol ar gyfer llwytho statig;

(4) nid yw'r fanylder cyn ac ar ôl platio PVD yn newid, ac nid oes angen prosesu eto;

(5) Mae gan cotio PVD ymwrthedd gwisgoedd uwch a gwrthiant cyrydiad uchel.

Er enghraifft, pan gaiff TiN ei orchuddio â chamau dur cyflym a ddefnyddir ar gyfer gwneud sgriwiau, mae bywyd y gwasanaeth 3-5 gwaith yn hirach na pheintiau heb eu cloi. Mae TiN wedi'i orchuddio ar farcio manwl o rannau automobile. Pan fydd trwch y plât dur wedi'i blangu yn 1-3mm, caiff bywyd y gwasanaeth ei ymestyn 5-6 gwaith, ond pan fydd trwch y plât dur yn cynyddu i 5-8mm, mae'r effaith yn cael ei golli oherwydd bod y haen TiN yn cael ei daflu. Gellir cynyddu ymwrthedd cyrydiad TiN 5-6 gwaith, a gellir cynyddu ymwrthedd gwisgo ar yr un pryd.

Gellir rhannu'r egwyddor sylfaenol o ddyddodiad anwedd corfforol yn dri cham broses:

(1) nwyleiddio'r deunydd plastro: hyd yn oed os yw'r deunydd plastro yn anweddu, neu'n cael ei ysbwriel, hynny yw, y ffynhonnell nwyeiddio drwy'r deunydd plastro.

(2) ymfudo o atomau, moleciwlau neu ïonau yn y deunydd plastro: cynhyrchir amrywiaeth o adweithiau ar ôl i'r atomau, moleciwlau neu ïonau gael eu gwrthdaro gan y ffynhonnell nwylo.

(3) mae atomau, moleciwlau neu ïonau yn cael eu hadneuo ar y swbstrad.

Deall technegau dyddodiad anwedd corfforol PVD

Mae gan dechnoleg dyddodiad cyfnod nwy ffisegol broses syml, amgylchedd gwell, heb lygredd, llai o ddefnyddiau traul, ffurfiad ffilm unffurf a chywasgedig, a grym rhwymol cryf gyda'r matrics. Defnyddir y dechnoleg yn eang ym meysydd awyrofod, electroneg, opteg, peiriannau, adeiladu, diwydiant ysgafn, meteleg, deunyddiau ac yn y blaen. Gall baratoi haenau ffilm gyda gwrthsefyll gwisgoedd, ymwrthedd cyrydiad, addurniadau, dargludedd trydanol, inswleiddio, cynhwysedd optegol, piezoelectricity, magnetiaeth, lubrication, superconductivity ac eiddo eraill.

Mae dyddodiad cyfnod nwy yn dechnoleg i ffurfio ffilm swyddogaethol ar wyneb y matrics. Mae'n defnyddio adweithiau cemegol ffisegol neu (a) deunyddiau yn y cyfnod nwy i adneuo ffilm un haen neu aml-haen, sylwedd sengl neu gyfansawdd ar wyneb y cynnyrch, gan alluogi arwyneb y cynnyrch i gael amrywiaeth rhagorol eiddo sydd ei angen.

Fel dull gorchuddio wyneb, mae angen camau sylfaenol dyddodiad nwy -> trafnidiaeth -> dyddodiad. Ei brif nodwedd yw, ni waeth beth yw'r deunydd gwreiddiol sydd i'w platio yn gadarn, hylif neu nwy, rhaid ei droi i mewn i ffurf cyfnod nwy yn ystod cludiant, ac yn olaf mae wyneb y gweithle yn cael ei adneuo a'i gywasgu i ffilm gadarn.

Mae'r dyddodiad anwedd wedi'i rannu'n bennaf yn ddau gategori:

ChemicalVaporDeposition , CVD

PhysicalVaporDeposition , PVD

I ddechrau, cawsant nwy TiCI a nwy NH trwy wresogi ychydig o'r TiCI hylif cyfnewidiol, ac fe'u cyflwynwyd i'r siambr ymateb tymheredd uchel. Dadansoddwyd y nwyon adwaith hyn, ac yna cynhaliwyd yr adwaith cemegol thermodynamig ar yr wyneb solet tymheredd uchel i gynhyrchu TiN a HCI. Cafodd HCI ei dynnu, a thynnwyd TiN ar yr wyneb solet i ffurfio ffilm gadarn anhyblyg. Mae ChemicalVaporDeposition (CVD) yn broses o adweithiau cemegol ar arwynebau solet a ffurfio gwaddodion solet ansefydlog trwy gyfansoddion anweddol a sylweddau nwyol sy'n cynnwys elfennau ffilmiau tenau.

Ar yr un pryd, mae pobl yn rhoi math arall o ddyddodiad anwedd, trwy wresogi tymheredd uchel o gyfansoddion metel neu fetel yn cael ei anweddu i gyfnod nwy, neu drwy electronig, plasma, gall yr ynni ffoton godi tâl ar gronynnau fel metel neu darged cyfansawdd gan ddefnyddio atomau cyfatebol, ïonau, moleciwlau (nwy), adneuo i ffilm gadarn ar wyneb solet, sydd heb unrhyw beth i'w wneud â deunydd adweithiau cemegol (dadelfennu neu gyfuno), a elwir yn ddyddodiad anwedd corfforol (PhysicalVaporDeposition, PVD).

Gyda datblygu a chymhwyso technoleg dyddodiad cyfnod nwy, mae gan y ddau fath o ddyddodiad cyfnod nwy eu cynnwys technegol newydd eu hunain. Mae'r ddau fath o ddyddodiad cyfnod nwy wedi'u cysylltu â'i gilydd, ac fe'u rhyngddunir â'i gilydd. Er enghraifft, cyflwynir plasma a beam ïon i anweddu a chwistrellu technoleg dyddodiad nwy ffisegol traddodiadol i gymryd rhan yn y broses adneuo ffilm. Yn y cyfamser, gall y nwy adweithiol hefyd gael ei chwistrellu i'r wyneb cadarn ar gyfer adwaith cemegol i gynhyrchu cynnyrch synthetig newydd, a elwir yn blastig adweithiol. Un enghraifft yw synthesis TiN trwy'r nwy adwaith N2 mewn plasma titaniwm sputter (Ti). Mae hyn yn golygu y gall dyddodiad anwedd corfforol hefyd gynnwys adweithiau cemegol. Enghraifft arall, mewn awyru dan do gydag adwaith methan, gyda chymorth gwared ar arc cathod y targed, yr Ar, w o dan y broses o ddadelfennu methan plasma, a'r arwyneb solet i ailgychwyn y bondiau carbon, cyffuriau gwrth- mae ffilm ffrithiant, y mae pobl a ddefnyddir i osod ar y broses dyddodi yn dal i gael ei ddosbarthu fel dyddodiad anwedd cemegol, ond mae mewn technoleg dyddodiad anwedd corfforol nodweddiadol, plastig ïon arc cathod metel. Yn ogystal â hynny, mae pobl yn rhoi plasma, mae technoleg beam ïon yn cael ei chyflwyno i'r broses dyddodiad anwedd cemegol traddodiadol, nid yw adwaith cemegol yn dilyn yr egwyddor thermodynameg traddodiadol yn llawn, oherwydd bod y plasma yn cael gweithgaredd cemegol uwch, gall fod yn y thermodynameg adwaith cemegol traddodiadol sydd yn is na'r tymheredd yr adwaith, y dull a elwir yn ddyddodiad anwedd cemegol a gynorthwyir gan y plasma (PlasmaAssistedChemicalVaporDeposition, y cyfeirir ati yma wedi hyn fel PACVD; gelwir rhai data yn dyddodiad anwedd cemegol wedi'i wella plasma (PECVD), sy'n rhoi mwy o ystyr corfforol i ddyddodiad anwedd cemegol.

Yn y drafodaeth heddiw am y gwahaniaethau rhwng dyddodiad cemegol a chyfnod nwy ffisegol, mae arnaf ofn mai dim ond y gwahaniaethau yn y morffoleg deunyddiau cotio sy'n cael eu gadael: mae'r cyn-ddefnyddion cyfansawdd anweddol neu sylweddau nwyol, tra bod yr olaf yn defnyddio sylweddau solid (neu hylif) . Mae'n ymddangos bod y gwahaniaeth hwn wedi colli hanfod ei ddiffiniad gwreiddiol.

Rydym yn dal yn ôl yr arfer presennol, yn bennaf yn y ffurf deunydd plastro i wahaniaethu rhwng y gwahaniad rhwng dyddodiad anwedd cemegol, dyddodiad anwedd corfforol, y deunydd plastio solet (hylif) trwy dymheredd uchel a anweddiad, ysbwriel, trawst electron, plasma, trawst ïon , traw laser ac arc, a mathau eraill o ynni a gynhyrchir gan atomau nwy, moleciwlau, ïonau (nwy, plasma) ar gyfer cludiant, cyddwysiad dyddodiad solet ar yr wyneb (gan gynnwys adweithiau cemegol â chynhyrchion adwaith a gynhyrchwyd gan adwaith cyfnod nwy eraill), i cynhyrchu proses bilen cam solet a elwir yn ddyddodiad anwedd corfforol.

Datblygiad technolegol

Ymddangosodd dechnoleg PVD yn y ffilmiau a baratowyd gyda chaledwch uchel, cyfernod ffrithiant isel, gwrthsefyll gwisgo da a sefydlogrwydd cemegol. Mae'r cais llwyddiannus ym maes offer torri dur cyflym wedi denu sylw gwych gan y diwydiant gweithgynhyrchu ledled y byd. Wrth ddatblygu cyfarpar cotio perfformiad uchel a hynod ddibynadwy, gwnaed ymchwil ymgeisio mwy manwl hefyd mewn offer torri carbid ceramig ac offer ceramig. O'i gymharu â'r broses CVD, mae tymheredd y broses PVD yn isel, o dan 600 ℃ pan fydd cryfder plygu deunyddiau torri offeryn; Mae cyflwr straen mewnol y ffilm yn straen cywasgedig, sy'n fwy addas ar gyfer cotio offer cymhleth o fanwl carbid sment. Nid yw'r broses PVD yn cael unrhyw effaith andwyol ar yr amgylchedd ac mae'n unol â chyfeiriad datblygu gweithgynhyrchu gwyrdd modern. Ar hyn o bryd, mae technoleg gorchuddio PVD wedi'i ddefnyddio'n helaeth wrth drin cotio o dorri melinau carbon carbide, bit dril, drilio cam, drilio olew, reamer, tap, taflen torri melin mynegeio, llafn troi, torrwr siâp arbennig, torrwr weldio, ac ati.

Nid yn unig ychwanegodd technoleg PVD gryfder bondio ffilmiau tenau a deunyddiau matrics offeryn, ond hefyd datblygodd y cyfansoddiad cotio o'r genhedlaeth gyntaf o TiN i cotio aml-gyfansawdd megis TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN, tun -aln, CNx, DLC a ta-c.

Technoleg gorchuddio

Arcan cathod magnetig gwell: Y dechneg arc cathod yw gwahanu'r targed i gyflwr ïon trwy foltedd isel a chyfredol uchel o dan y cyflwr gwactod, er mwyn cwblhau dyddodiad y deunydd ffilm tenau. Mae'r arc cathod uwch magnetig yn defnyddio gweithred cyfunol y maes electromagnetig i reoli arc yr arwyneb targed yn effeithiol, sy'n golygu bod cyfradd iononi y deunydd yn uwch a pherfformiad y ffilm yn well.

Ardd cathod hidlo: Gellir cynhyrchu'r system hidlo electromagnetig arc cathodig (FCA), sydd â ffynhonnell ïon uchel effeithlon, yn cael ei gynhyrchu gan y gronynnau macrosgopig mewn plasma a hidlydd màs ïon yn lân, ar ôl i hidlo magnetig cyfradd iononi gronynnau gwaddodol 100%, a gall hidlo gronynnau, felly mae paratoi'r ffilm yn gryno ac yn llyfn iawn, gyda gwrthiant cyrydiad da, ac mae cryfder adlyniad y corff yn gryf iawn.

Sputtering Magnetron: Mewn amgylchedd gwactod, mae'r targed yn cael ei bomio gydag ïonau nwy anadweithiol ïoneidd trwy gyfrwng gweithrediad foltedd a maes magnetig, gan achosi i'r targed gael ei chwistrellu ar ffurf ïonau, atomau neu foleciwlau ac a adneuwyd ar y swbstrad i ffurfio ffilm denau. Gall deunyddiau arweinydd a rhai nad ydynt yn arweinydd fod yn ysbwriel fel deunyddiau targed yn ôl gwahanol ffynonellau pŵer ionization a ddefnyddir.

Bôn Ion DLC: Mae nwy hydrocarbon wedi'i wahanu i mewn i blasma yn y ffynhonnell ïon, ac mae ïonau carbon yn cael eu rhyddhau gan y ffynhonnell ïon o dan y camau cyfunol o faes electromagnetig. Rheolir ynni trawst Ion trwy addasu'r foltedd a gymhwysir i'r plasma. Cyflwynir y trawiad ïon hydrocarbon i'r is-haen a'r gyfradd adneuo yn gymesur â'r dwysedd cyfredol ionig. Mae'r ffynhonnell haen cotio arc seren yn mabwysiadu foltedd uchel, felly mae'r ynni ïon yn fwy, sy'n gwneud y ffilm a'r is-swp yn dda. Mae'r ïon mwy cyfredol yn golygu bod ffilm DLC yn dyddio'n gyflymach. Prif fantais technoleg beam ïon yw ei fod yn gallu adneuo strwythur uwch-denau ac aml-haen, gall y manwl gywirdeb rheoli proses gyrraedd sawl angstrom, a gall leihau'r diffyg a achosir gan lygredd gronynnau yn y broses i'r lleiafswm.

IKS PVD, wedi addasu peiriant cotio gwactod PVD addas i chi, cysylltwch â ni nawr,

iks.pvd@foxmail.com