(PVD)پوشش خلاء چیست؟

(PVD)پوشش خلاء چیست؟

(PVD)پوشش خلاء همچنین به عنوان رسوب لایه نازک شناخته می شود، یک فرآیند محفظه خلاء است که در آن یک لایه بسیار نازک و ثابت از پوشش بر روی سطح زیرلایه اعمال می شود و از آن در برابر نیروهایی محافظت می کند که ممکن است آن را فرسوده یا کارایی آن را کاهش دهد. پوشش های خلاء نازک هستند و ضخامت آنها از 0.25 تا 10 میکرون (0.01 تا 0.4 هزارم اینچ) است.

این مانند یک زره است که از یک شوالیه محافظت می کند و عملکرد او را بهبود می بخشد. انواع و کاربردهای مختلفی از پوشش های خلاء وجود دارد. در زیر یک مرور سریع ارائه شده است تا شما را با فناوری های مورد استفاده و تعدادی از برنامه های ممکن آشنا کند.

برای تشکیل یک لایه نازک:

به طور کلی، دو روش برای تشکیل یک لایه نازک در تکنولوژی پوشش لایه نازک خلاء وجود دارد: رسوب بخار فیزیکی (PVD) که از حرکت فیزیکی ذرات استفاده می کند و رسوب شیمیایی بخار (CVD) که از یک واکنش شیمیایی استفاده می کند. در اینجا می خواهیم توضیح مختصری در مورد روش تبخیر و روش کندوپاش موجود در PVD ارائه دهیم. روش تبخیر ساده ترین راه برای تشکیل یک لایه نازک است که در آن مواد لایه گرم می شود، حل می شود و در خلاء تبخیر می شود و به جسم می چسبد.

از یک زبانه حمام متراکم شده و به قطرات آب روی سقف تبدیل می شود. از طرف دیگر، روش کندوپاش ولتاژی حدود صد ولت را بین محفظه خلاء و یک الکترود (هدف) ساخته شده از ماده فیلم اعمال می کند.

ذرات گاز با انرژی الکتریسیته بار مثبت به خود می گیرند. ذرات باردار مثبت توسط نیروی قوی الکترود منفی کشیده شده و با الکترود برخورد می کنند. شوک بخشی از ماده را تکان می دهد و به ذرات تبدیل می شود که لایه ای روی هدف تشکیل می دهد.

به عنوان مثال، گاز در یک لامپ فلورسنت قدیمی به یک رشته (بخشی از یک لامپ رشته ای که گرما و نور ساطع می کند) می رود و ذرات از رشته به سطح داخلی لوله شیشه ای می چسبند. این علت لکه سیاه در انتهای یک لامپ فلورسنت است. تصور می شود که این یک نوع پوشش فیلم کندوپانی است.

مقدمه ای بر پوشش خلاء:

پوشش‌های acuum برای محافظت از همه چیز از ابزار پزشکی گرفته تا قطعات هوافضا استفاده می‌شوند. آنها به اشیاء کمک می کنند تا در برابر سایش، اصطکاک، مواد شیمیایی خشن و گرما مقاومت کنند تا عمر طولانی تری داشته باشند. بر خلاف سایر پوشش‌های محافظ، پوشش‌های لایه نازک (خلاء) عوارض جانبی ناخواسته‌ای به همراه نمی‌آورند – سایر تکنیک‌های پوشش‌دهی خطر خارج شدن ابزار از حد تحمل یا اضافه کردن ضخامت بیش از حد را به همراه دارند تا قطعه مانند آن عمل نکند.

1. تکنولوژی پوشش لایه نازک خلاء که از زندگی روزمره ما پشتیبانی می کند

2. مکانیسم سیستم پوشش لایه نازک خلاء

3. تکنولوژی پوشش لایه نازک خلاء ShinMaywa

فناوری خلاء:

فرآیندهای مختلفی برای بهبود سطوح قطعات و ابزارهای دقیق برای بهبود عملکرد آنها برای کاربردهای خاص استفاده می شود.

از طریق استفاده از خلاء، می توان موادی با درجه یکنواختی بالایی از ضخامت از چند نانومتر تا بیش از 100 میکرومتر پوشش داد و در عین حال خواص پوششی منحصر به فرد و خاصی را به دست آورد. بسترهای مسطح، اعم از نوارهای ثابت یا پروفیل های وب سفارشی شده، و همچنین قطعات پیچیده پلاستیکی قالب گیری شده را می توان تقریباً بدون هیچ محدودیتی در زمینه پوشش دهی کرد.

    پوشش خلاء وسیله ای ارجح برای رسوب لایه لایه یا پوشش پلاسما در خلاء است. این فرآیند اتم ها (یا مولکول ها) را یک به یک رسوب می دهد. رسوب لایه های نازک برای تغییر خواص سطحی یک ماده پایه یا بستر استفاده می شود. تنوع گسترده ای از مواد پوشش در دسترس است. علاوه بر پوشش های آلیاژی فلزی، لایه ها ممکن است از ترکیبات غیرفلزی مختلف تولید شوند. مزیت قابل توجه پوشش خلاء نسبت به سایر روش ها این است که بسیاری از خواص ویژه پوشش مورد نظر مانند ساختار، سختی، هدایت الکتریکی یا ضریب شکست، صرفاً با توسعه پوشش های سفارشی و روش های پردازش اختصاصی به دست می آیند.بسته به هدف پوشش و نوع زیرلایه، انواع مختلفی از مواد، تکنولوژی و فرآیندهای پوشش اعمال می شود.

انواع پوشش های خلاء:

پوشش PVD: پوشش رسوب بخار فیزیکی (PVD) فرآیند پوشش دهی محفظه خلاء است که ما اغلب از آن استفاده می کنیم. قسمتی که قرار است پوشش داده شود در داخل یک محفظه خلاء قرار می گیرد. مواد فلزی جامد که به عنوان پوشش استفاده خواهد شد در خلاء تبخیر می شود. اتم های فلز تبخیر شده با سرعتی نزدیک به نور حرکت می کنند و خود را در سطح قطعات در محفظه خلاء قرار می دهند. برای اطمینان از پوشانده شدن نواحی صحیح جسم، قطعه در طول فرآیند PVD به دقت قرار می گیرد و می چرخد.

پوشش PVD لایه دیگری را به جسم اضافه نمی کند که با گذشت زمان تراشه یا ترک بخورد (رنگ قدیمی را در نظر بگیرید). در حال اشباع کردن جسم است.

کندوپاش کردن:کندوپاش نوع دیگری از پوشش PVD است که برای رسوب پوشش های مواد رسانا یا عایق بر روی اجسام استفاده می شود. این یک فرآیند “خط دید” است، همانطور که فرآیند قوس کاتدی (در زیر توضیح داده شده است.) در کندوپاش از یک گاز یونیزه برای جدا کردن یا حذف آهسته فلز از ماده هدف (ماده ای که قسمت را می پوشاند) استفاده می شود. . سپس این فلز فرسوده از طریق محفظه خلاء حرکت می کند و قسمت مورد نظر را که در بالا یا زیر هدف قرار دارد می پوشاند.

قوس کاتدی:قوس کاتدی یک روش PVD است که از تخلیه قوس الکتریکی برای تبخیر موادی مانند نیترید تیتانیوم، نیترید زیرکونیوم یا نقره و غیره استفاده می کند. مواد تبخیر شده قسمتی را که در محفظه خلاء قرار دارد با آن می پوشاند.

رسوب لایه اتمی:رسوب لایه اتمی یا ALD برای پوشش های سیلیکونی و برای دستگاه های پزشکی با ابعاد پیچیده عالی است. با جایگزین کردن مواد شیمیایی موجود در محفظه، می توان شیمی و ضخامت پوشش را با دقت اتمی کنترل کرد. این بدان معناست که می تواند یکی از کامل ترین انواع پوشش را حتی برای قطعاتی با ابعاد بسیار پیچیده ارائه دهد.

موارد استفاده از پوشش های خلاء:

قالب تزریق: بسیاری از شرکت ها با چسبیدن قطعات به قالب تزریق خود در زمانی که باید خارج شوند، مشکل دارند. این مشکل با روانکاری پوشش های خلاء حل می شود. قطعات به راحتی از یک قالب پوشش داده شده با لایه نازک آزاد می شوند و به فرآیند تولید اجازه می دهند تا به طور موثر ادامه یابد. به عبارت دیگر باعث صرفه جویی در زمان و هزینه می شود. احتمال اینکه قالب ها با پوشش خلاء نیز در محدوده مشخصات باقی بمانند.

نیمه هادی: پوشش‌های خلاء طول عمر مصرفی را افزایش می‌دهند و زمان خرابی محفظه را برای کسانی که در صنعت نیمه‌رسانا هستند کاهش می‌دهند. مواد برای پوشش از کوارتز ذوب شده تا زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا متغیر است و پوشش ها از نظر نوری شفاف و از نظر شیمیایی بی اثر هستند. همه اینها به معنای هزینه کمتر مالکیت با همگام سازی چرخه های تعمیر و نگهداری است.

تولید مواد افزودنی: و صنعت تولید مواد افزودنی همواره در حال توسعه است. برنامه های کاربردی جدید برای چاپ سه بعدی تقریباً هر روز در حال ظهور هستند. عامل محدود کننده در حال حاضر قابلیت های عملکرد زیرلایه های مورد استفاده است. پوشش‌های لایه نازک PVD و ALD این پتانسیل را دارند که ویژگی‌های سطحی قطعات افزودنی را افزایش داده و بهبود بخشند تا انعطاف‌پذیرتر و توانمندتر شوند.

ابزار پزشکی: نیترید تیتانیوم سیاه اعمال شده از طریق پوشش PVD در حال تبدیل شدن به یک استاندارد برای ابزار پزشکی است. این پوشش اصطکاک را کاهش می دهد، زیست سازگاری را برای ایمپلنت ها فراهم می کند، ضد میکروبی است و به عنوان یک مانع شیمیایی برای افرادی که به نیکل حساسیت دارند (که اغلب در ابزار یافت می شود) عمل می کند. ناگفته نماند که ابزار پزشکی نیترید تیتانیوم سیاه فوق العاده به نظر می رسند.

ابزار ساخت: پوشش‌های لایه نازک برای ساخت ابزار ایده‌آل هستند زیرا می‌توانند در شرایط بسیار سخت مقاومت کنند بدون اینکه ابزاری از حد تحمل خارج شود. به یاد داشته باشید، پوشش طوری طراحی شده است که بخشی از ابزار باشد. این لوازم آرایشی نیست، به این معنی که با گذشت زمان پوشیده نمی شود یا بخش مهمی را از تحمل خارج نمی کند. و این در تولید بسیار مهم است. اگر ابزاری از مدارا خارج شود، می تواند یک گلوگاه و اثر موجی ایجاد کند که بر کل سازمان تأثیر منفی می گذارد.

هوافضا: اگر قرار است قطعه ای با سرعت بیش از 600 مایل در ساعت در آسمان پرواز کند، بهتر است در برابر سایش مقاوم باشد. پوشش خلاء یک جزء حیاتی برای قطعات هوافضا است که در معرض گرما، اصطکاک و محیط های خشن قرار دارند.

خودرو: ترمزهای خراشیده، خوردگی، زنگ زدگی، مسائل مربوط به اتصال لاستیک به فلز، و گرم شدن بیش از حد اجزای موتور… اینها برخی از مشکلاتی هستند که یک پوشش خلاء قوی می تواند در قطعات خودرو به آنها کمک کند. می توانید اجزای ستون فرمان، واشر اگزوز، گیره های ترمز و بسیاری از قطعات دیگر را بپوشانید.

حفاظت و عملکرد:

نکته اصلی این است که قطعات مهمی که استفاده می کنید و نیاز به دوام دارند. فن آوری های پوشش خلاء به این هدف می رسند. با این حال، ماندگار کردن یک قطعه فقط به معنای افزایش عمر آن نیست. این در مورد حفظ سطح بالایی از عملکرد در طول عمر آن قسمت است. بر خلاف سایر پوشش‌هایی که ابزارها را تراشه می‌کنند، می‌شکنند، می‌ترکند یا می‌کوبند، پوشش‌های خلاء یک زره درخشان برای قطعات شما هستند و پوششی قوی و نازک برای کاربردهای مختلف ارائه می‌دهند