Особенности вакуумно-конденсационного напыления

 

Принципиальная схема процесса приведена на рис. 27.

 

 

Рис. 27 – Принципиальная схема вакуумно-конденсационного напыления

1 – базовая плита; 2 – вакуумная камера; 3 – распыляемый материал; 4 – подвод энергии для распыления материала; 5 – поток напыляемых частиц; 6 – заслонка; 7 – напыляемое изделие; 8 – покрытие; 9 – натекатель рабочего газа; 10 – экран; 11 – техн. отверстия (замер давления, проба газа); 12 – вал и привод стола распыляемого материала; 13 – привод заслонки; 14 – механизм крепления напыляемого изделия

Напыление осуществляется за счет интенсивного испарения и осаждения материала на напыляемую поверхность [11].

Испарение осуществляется:

- термическое;

- взрывное;

- ионное распыление твердого материала (за счет подвода напряжения).

Процесс идет в 3 стадии:

1. Переход распыляемого материала в газообразную фазу (пар).

2. Формирование потока и перенос напыляемых частиц на поверхность.

3. Конденсация паров на поверхности (образование покрытия).

Классификация методов ВКН осуществляется в зависимости от метода испарения и среды камеры (рис.28).

 

Рис.28 – Классификация методов вакуумно-конденсационного напыления

 

Преимущества:

- высокие физико-механические свойства покрытия (карбиды, нитриды, оксиды);

- нанесение тонких и равномерных покрытий;

- широкий диапазон напыляемых материалов;

- экологичность, нет загрязнений среды.

Недостатки:

- низкая производительность процесса;

- сложность технологии и оборудования;

- низкий КПД использования энергии при напылении и распылении.

Чем ниже степень разрешения в камере, тем больше пробег частиц и эффективность напыления.

Широкое применение получила установка «Булат» с различными методами испарения.

 

 

ГЛАВА 8.

ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ С ОСНОВОЙ

Формирование покрытий

 

При ГТН покрытие образуется путем последовательной укладки доведенных до жидкого или жидкопластичного состояния частиц (см. рис.29), обладающих определенной энергией [1].

 

 

Рис. 29 – Формирование покрытия и закрепления 1-го слоя

1 – напряжение сжатия; 2 – жидкий металл частицы; 3 – твердый металл частицы; 4 – окислы; 5 – пластичная частица;

6 – основной металл

Формирование покрытий обусловлено следующими факторами [14]:

1. Механическое зацепление, когда частицы заполняют неровности поверхности в момент удара о подложку и закрепляются при последующей кристаллизации и усадке.

2. Физическая адгезия, когда в результате сближения при ударе создаются условия для взаимодействия атомных сил материала и подложки (силы Ван-дер-Вельса).

3. Химическое взаимодействие частицы с подложкой происходит при сближении атомов на расстояние, соответствующее возможности взаимодействия атомов или молекул (Me + Me^/O; Me^/ + Me^//; Me^/O + Me^//O), где Ме – металлическая основа; Ме^/ – металлические частицы 1-го слоя; Ме^// - металлические частицы последующих слоев; МеО – соответствующие оксиды.

4. Диффузионные процессы имеют место, если материалы обладают неограниченной взаимной растворимостью.

5. Образуют область твердых растворов. При нанесении покрытий создаются условия для диффузии покрытий (локальный нагрев до высоких температур).

6. Активизация атомов подложки через промежуточные слои и образование межатомных связей, соединения типа «сварка».

Строение газотермических покрытий характеризуется наличием границ между частицами и слоями, также между подложкой и покрытием, что обусловлено условиями формирования и транспортировки частиц распыляющим потоком, процессами, происходящими между жидким металлом частицы, кислородом и азотом воздуха.

Следует также учитывать, что каждая частица после затвердевания имеет строение, соответствующее условиям гетерогенной кристаллизации. В процессе образования, полета и контакта с подложкой (удара о подложку), она подвергается интенсивной тепловой, химической и механической обработке обуславливающих сложность строения образующегося покрытия (рис.30).

 

 

Рис. 30 – Строение газотермического покрытия

1 – границы между частицами; 2 – границы между слоями; 3 – границы между покрытием и подложкой; 4 – частицы (металлические); 5 – подложка (основной металл)

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. CEМEЙНOE КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ, ЕГО ОСОБЕННОСТИ
2. I. ОСОБЕННОСТИ ДЕЛОВОГО И ЛИЧНОСТНОГО ОБЩЕНИЯ В СОВМЕСТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
3. I. Особенности постановки цели труда.
4. I. Особенности учета в строительстве
5. II. Особенности технологии баз и банков данных.
6. II. Перепишите следующие предложения и переведите их, обращая внимание на особенности перевода на русский язык определений, выраженных именем существительным (см. образец выполнения 2).
7. XIX. Особенности приёма и обучения иностранных граждан и лиц без гражданства в ОО ВПО «ГИИЯ»
8. Абсолютная монархия в России (признаки, особенности, идеалогия, условия возникновения, реформы Петра первого)
9. АДМИНИСТРАТИВНЫЙ НАДЗОР: ПОНЯТИЕ, ОСОБЕННОСТИ, МЕТОДЫ, СУБЪЕКТЫ, ПОЛНОМОЧИЯ.
10. Аналитическая платформа «Контур Стандарт» как инструмент реализации ROLAP-технологии: основные возможности, особенности и технология анализа информации
11. Анатомия, физиология и биомеханика опорно-двигательного аппарата и его профессиональные особенности у танцовщиков и артистов балета.
12. Анатомо- функциональные и психофизические особенности лиц с нарушением зрения. Степени нарушения зрения