Hvad er fysisk dampaflejring (PVD)
Fysisk dampaflejring (PVD) er en teknologi, der bruger fysiske metoder under vakuumforhold til at fordampe overfladen af faste eller flydende materialer til gasformige atomer, molekyler eller delvist ionisere dem til ioner og derefter afsætte film med visse specielle funktioner på substratet gennem en lav-gas- (eller plasma-) proces.
PVD-teknologi kan deponere ikke kun metalfilm og legeringsfilm, men også sammensatte, keramiske, halvleder- og polymerfilm, og er en ny materialefremstillingsteknologi med brede anvendelsesmuligheder. De ultra-hårde film fremstillet af denne teknologi har ikke kun ekstrem høj hårdhed, men er også ultratynde, modstandsdygtige over for høje temperaturer, forureningsfrie-og har næsten ingen emissioner. De er velegnede til særlige ydeevnekrav såsom slidstyrke, oxidationsmodstand, korrosionsbestandighed og selvsmøring på overfladen af værktøjer, dele og friktions- og sliddele, og de er en af de mest lovende og værdifulde teknologier i nutidens-overfladeteknik.
Typer af fysisk dampaflejring
|
PVD |
Fordele |
Ulemper |
Ansøgninger |
|
Vakuum fordampning |
● Enkelt princip, bekvem betjening og nem kontrol af aflejringsparametre ● Høj renhed af film, velegnet til undersøgelse af filmegenskaber ● Hurtig afsætningshastighed, høj effektivitet og kan afsættes samtidigt på flere underlag ● Anvendelige materialer er mange ● Prisen er den laveste i PVD |
Vedhæftningen mellem filmen og substratet er relativt dårlig, og processens repeterbarhed er ikke særlig tilfredsstillende. |
Vakuumfordampning bruges til optisk interferenscoating, spejlcoating, dekorativ coating, barrierefilm på fleksible emballagematerialer, ledende film, anti-korrosionsbelægninger osv. af materialer med højt og lavt brydningsindeks. Ved aflejring af metaller kaldes vakuumfordampning undertiden også vakuummetallisering. |
|
Sputtering Deposition |
● God vedhæftning mellem film og underlag ● Høj renhed af filmen ● God tæthed, ingen porer ● Anvendelig til de fleste faste materialer (især materialer med høje smeltepunkter), med en bred vifte af materialeanvendelighed ● Sputtering-aflejringsprocessen har god kontrollerbarhed og repeterbarhed og er velegnet til industriel produktion |
● Udstyret er komplekst, og deponeringsparametrene er svære at kontrollere ● Deponeringshastigheden er lav ● Afsætningsretningsevnen er ikke så god som vakuumfordampning ● Sputtermålmaterialerne er normalt dyre ● Sputtering aflejringsprocessen kræver omhyggelig kontrol af gassammensætning for at forhindre målforgiftning Anvendes til aflejring af metalfilm på halvledermaterialer |
belægninger på bygningsglas, reflekterende belægninger på polymerer, magnetiske film på lagringsmedier, gennemsigtige ledende film på glas og fleksible net, tørre filmsmøremidler,-slidbestandige belægninger på værktøj og dekorative belægninger. |
|
Ionaflejring |
● God vedhæftning mellem film og underlag ● Høj tæthed ● God slid- og korrosionsbestandighed ● Bredt udvalg af materialeanvendelse |
● Mange behandlingsvariable skal kontrolleres ● Det er vanskeligt at opnå ensartet ionbombardement på substratoverfladen, hvilket resulterer i ændringer i filmens egenskaber ● Underlaget kan være over-opvarmet |
Ionbelægning bruges til at afsætte hårde belægninger, fastgjorte metalbelægninger, optiske belægninger med høj-densitet og konforme belægninger af kompositmaterialer på komplekse overflader. Brugen af ionplettering til at afsætte aluminiumsfilm på rumfartskomponenter kaldes iondampaflejring. |
· Vakuumfordampning
Vakuumfordampning, også kendt som vakuumfordampningsbelægning, er den mest almindelige og udbredte metode til filmforberedelse. Dets princip er at bruge ekstern varme til at fordampe filmmaterialet (filmmaterialet) og gøre det flydende, eller direkte fordampe det til en gasformig tilstand og afsætte det på substratet for at danne en film under vakuumforhold. I henhold til varmekilden kan den klassificeres som: Resistance Evaporation Plating, elektronstråle (EB)-coating, pulseret laseraflejring (PLD), Induktion-opvarmet fordampning osv.
· Sputtering aflejring
I et vakuummiljø er det en belægningsteknologi, der bruger gasudladning til at generere ioner (Ar) og bruger positivt ladede fluorioner til at bombardere det negativt ladede faste målmateriale for at få målmaterialets atomer til at blive sputteret ud og aflejret på substratoverfladen for at danne en film. Vakuum sputtering plating er klassificeret i forskellige typer i henhold til forskellige sputtering enheder: diode, triode eller kvadratforstøvning, jævnstrøm eller radiofrekvens linje sputtering, magnetron sputtering, reaktiv sputtering, ionstråle sputtering, osv. Blandt dem er magnetron sputtering plating meget brugt, herunder jævnstrøm plating, sputtering planar magnet, sputtering plating. ikke--ligevægtsmagnetronforstøvningsplettering, pulserende jævnstrømsmagnetronforstøvningsplettering, radiofrekvensmagnetronforstøvningsplettering og mellemfrekvent magnetronforstøvningsplettering osv.
·Ionplettering
Ionbelægning er en af de hurtigst-voksende og mest udbredte belægningsteknologier. Filmmaterialet (filmmaterialet) skifter fra fast tilstand til gasformig tilstand på en måde, der ligner fordampningsplettering eller sputterplettering, men det gasformige filmmateriale deltager i glødeudladningen sammen med arbejdsgassen under den efterfølgende transport, og noget af det ioniseres til ioner og elektroner, og ionerne og neutrale partikler aflejres på det negativt ladede filmsubstrat for at danne et negativt ladet filmsubstrat. Ionplettering kan grundlæggende opdeles i tre kategorier: plasmaionplettering, buedampaflejring og stråleionplettering. Det mest typiske træk, der adskiller ionplettering fra fordampningsplettering og sputterplettering, er: ① Ved ionplettering gennemgår de gasformige filmmaterialeatomer en dissociationsproces, ② Ved ionplettering anvender substratet normalt en negativ bias. Hvis disse to betingelser er opfyldt, kan belægningen som udgangspunkt klassificeres som ionplettering.
Almindelige applikationer
Anvendelsesomfanget af fysisk dampaflejring (PVD) er stigende. Film er normalt klassificeret i forskellige kategorier:
Farve PVD-belægninger: Forbedre holdbarheden, æstetikken og værdien af produkter
Højtydende-belægninger: varmebestandig/kuldebestandig/trykbestandig/vandbelægningsbestandig/korrosionsbestandig, biokompatibilitet
Diamant-lignende kulstof: Maksimer holdbarheden, reducer friktion eller forbedre udseendet
PVD chrom erstatninger: Et smukt, holdbart og sikkert alternativ til hård chrom
Kobberbelægning: Kobber kan bruges på grund af dets unikke udseende og antibakterielle egenskaber
