Què és la deposició física de vapor (PVD)
La deposició física de vapor (PVD) és una tecnologia que utilitza mètodes físics en condicions de buit per vaporitzar la superfície de materials sòlids o líquids en àtoms gasosos, molècules o ionitzar-les parcialment en ions, i després dipositar pel·lícules amb determinades funcions especials al substrat mitjançant un procés de gas (o plasma) de baixa pressió.
La tecnologia PVD pot dipositar no només pel·lícules metàl·liques i pel·lícules d'aliatge, sinó també pel·lícules compostes, ceràmiques, semiconductors i polímers, i és una nova tecnologia de fabricació de materials amb àmplies perspectives d'aplicació. Les pel·lícules ultra-dures preparades amb aquesta tecnologia no només tenen una duresa extremadament alta, sinó que també són ultrafines, resistents a altes temperatures, lliures de contaminació-i gairebé zero emissions. Són adequats per a requisits de rendiment especials, com ara resistència al desgast, resistència a l'oxidació, resistència a la corrosió i auto-lubricació a la superfície d'eines, peces i peces de fricció i desgast, i és una de les tecnologies més prometedores i valuoses de la-tecnologia actual d'enginyeria de superfícies.
Tipus de deposició física de vapor
|
PVD |
Avantatges |
Inconvenients |
Aplicacions |
|
Evaporació al buit |
● Principi senzill, funcionament còmode i control fàcil dels paràmetres de deposició ● Alta puresa de pel·lícules, adequades per estudiar les propietats de les pel·lícules ● Velocitat de deposició ràpida, alta eficiència, i es pot dipositar simultàniament sobre múltiples substrats ● Els materials aplicables són molts ● El cost és el més baix en PVD |
L'adhesió entre la pel·lícula i el substrat és relativament pobra i la repetibilitat del procés no és gaire satisfactòria. |
L'evaporació al buit s'utilitza per a recobriments d'interferència òptica, recobriment de mirall, recobriment decoratiu, pel·lícules de barrera sobre materials d'embalatge flexibles, pel·lícules conductores, recobriments anticorrosió, etc. de materials d'índex de refracció alt i baix. Quan es dipositen metalls, l'evaporació al buit de vegades també s'anomena metal·lització al buit. |
|
Deposició de pulverització |
● Bona adherència entre la pel·lícula i el suport ● Alta puresa de la pel·lícula ● Bona densitat, sense porus ● Aplicable a la majoria de materials sòlids (especialment materials amb punts de fusió elevats), amb una àmplia gamma d'aplicabilitat de materials ● El procés de deposició per pulverització té una bona controlabilitat i repetibilitat, i és adequat per a la producció industrial |
● L'equip és complex i els paràmetres de deposició són difícils de controlar ● La taxa de deposició és baixa ● La direccionalitat de la deposició no és tan bona com l'evaporació al buit ● Els materials de la diana de la polsadora són generalment cars ● El procés de deposició per pulverització catòdica requereix un control acurat de la composició del gas per evitar l'enverinament de l'objectiu S'utilitza per dipositar pel·lícules metàl·liques sobre materials semiconductors. |
recobriments sobre vidre de construcció, recobriments reflectants sobre polímers, pel·lícules magnètiques en suports d'emmagatzematge, pel·lícules conductores transparents sobre vidre i xarxes flexibles, lubricants de pel·lícula seca, recobriments -resistents al desgast en eines i recobriments decoratius. |
|
Deposició iònica |
● Bona adherència entre la pel·lícula i el suport ● Alta densitat ● Bona resistència al desgast i a la corrosió ● Ampli ventall d'aplicabilitat de materials |
● S'han de controlar moltes variables de processament ● És difícil obtenir un bombardeig iònic uniforme a la superfície del substrat, provocant canvis en les propietats de la pel·lícula ● El substrat pot estar-escalfat excessivament |
El revestiment d'ions s'utilitza per dipositar recobriments durs, recobriments metàl·lics adherits, recobriments òptics d'alta{0}}densitat i recobriments conformes de materials compostos sobre superfícies complexes. L'ús del revestiment d'ions per dipositar pel·lícules d'alumini en components aeroespacials s'anomena deposició de vapor iònic. |
·Evaporació al buit
L'evaporació al buit, també coneguda com a recobriment d'evaporació al buit, és el mètode més comú i àmpliament utilitzat en la preparació de pel·lícules. El seu principi és utilitzar la calor externa per vaporitzar el material pel·lícula (material pel·lícula) i liquar-lo, o vaporitzar-lo directament en estat gasós i dipositar-lo sobre el substrat per formar una pel·lícula en condicions de buit. Segons la font de calor, es pot classificar en: Revestiment d'evaporació de resistència, recobriment de feix d'electrons (EB)-, deposició làser polsada (PLD), evaporació escalfada per inducció-, etc.
·Deposició per pulverització
En un entorn al buit, és una tecnologia de recobriment que utilitza descàrrega de gas per generar ions (Ar) i utilitza ions de fluor carregats positivament per bombardejar el material objectiu sòlid carregat negativament per provocar que els àtoms del material objectiu es dipositin a la superfície del substrat per formar una pel·lícula. El revestiment de pulverització al buit es classifica en diferents tipus segons els diferents dispositius de pulverització: díode, triode o quadrat, sputtering de línia de corrent continu o de radiofreqüència, sputtering de magnetrons, sputtering reactiu, sputtering de feix d'ions, etc. revestiment cilíndric de catòfora de magnetró d'objectius, revestiment de catòfora de magnetró sense -equilibri, revestiment de pols de corrent continu amb magnetró, revestiment de ràdiofreqüència i revestiment de sputtering de magnetró de mitjana freqüència, etc.
· Revestiment d'ions
El revestiment d'ions és una de les tecnologies de recobriment-de més ràpid creixement i més utilitzades. El material de la pel·lícula (material de la pel·lícula) canvia d'estat sòlid a estat gasós d'una manera similar al revestiment per evaporació o el revestiment de pols, però el material de la pel·lícula gasosa participa en la descàrrega brillant juntament amb el gas de treball durant el transport posterior, i part d'ella s'ionitza en ions i electrons, i els ions i partícules neutres es dipositen sobre el substrat de pel·lícula carregada negativament. El revestiment d'ions es pot dividir bàsicament en tres categories: revestiment d'ions per plasma, deposició de vapor d'arc i revestiment d'ions per feix. La característica més típica que distingeix el revestiment d'ions del revestiment per evaporació i el revestiment per pols és: ① En el revestiment d'ions, els àtoms del material de pel·lícula gasosa experimenten un procés de dissociació, ② En el revestiment d'ions, el substrat sol aplicar un biaix negatiu. Si es compleixen aquestes dues condicions, el recobriment es pot classificar bàsicament com a revestiment iònic.
Aplicacions habituals
L'àmbit d'aplicació de la deposició física de vapor (PVD) està augmentant. Les pel·lícules solen classificar-se en diferents categories:
Recobriments PVD de color: milloren la durabilitat, l'estètica i el valor dels productes
Recobriments{0}}d'alt rendiment: resistent a la calor/resistent al fred/resistent a la pressió/resistent a l'escala d'aigua/resistent a la corrosió, biocompatibilitat
Carboni-com el diamant: maximitzeu la durabilitat, reduïu la fricció o milloreu l'aspecte
Substituts de crom PVD: una alternativa bonica, duradora i segura al crom dur
Recobriment de coure: el coure es pot utilitzar pel seu aspecte únic i propietats antibacterianes
