vakuum- kondensatsiya qoplamalar

|
vakuum- kondensatsiya qoplamalar
|
bet | 16/17 | Sana | 24.06.2024 | Hajmi | 304,35 Kb. | | #265378 |
Bog'liq 05 glava 03 (1)
Vakuumli kondensatsiya yotqizish (VCD). Qoplama atom, molekulyar yoki ularning ichida joylashgan zarralar oqimidan hosil bo'ladi ionlangan holat. Umumiy jarayon diagrammasi ko'rsatilgan yoqilgan 24-rasm.
Zarrachalar oqimini (bug ') olish uchun materialga turli xil energiya ta'sir manbalari qo'llaniladi. Materialning termal bug'lanishi orqali zarrachalar oqimining shakllanishi, ionli bug'lanish yoki portlovchi bug'lanish - purkash o'rtasida farqlanadi . Mos ravishda bu vakuum
24-rasm. Qoplamalarni vakuumli kondensatsiya bilan purkash usuli sxemasi; 1 – qoplama materiali, 2 – mahsulot
Kondensatsiya purkash usullariga bo'linadi. Püskürtülmüş zarrachalar oqimini ionlashda ion-plazma usuli amalga oshiriladi purkash, A da
boshqariladi V oqim reaktiv gaz - vakuum kondensatsiya purkash
VKN jarayoni uch bosqichdan iborat: kondensatsiyalangan fazaning gazsimon fazaga o'tishi, oqim shakllanishi va zarrachalarni tashish yoqilgan sirt mahsulotlar, buzadigan amallar yuzasida bug 'kondensatsiyasi va qoplama shakllanishi. Yuqori sifatli qoplamalarni olish uchun uch bosqichning har birida optimal jarayon sharoitlariga qat'iy rioya qilish kerak.
Vakuumli kondensatsiya purkash texnologiyaning turli sohalarida keng qo'llanilishini topdi. VKN ning afzalliklari orasida qoplamalarning yuqori fizik-mexanik xossalari, qoplamalarni olish imkoniyati mavjud. sintezlangan birikmalardan (karbidlar, oksidlar, nitridlar va boshqalar), nozik va bir xil qoplamalar olish. Yupqa qoplamalar ishlab chiqarish uchun kimyoviy va elektrolitik usullardan farqli o'laroq, VKN texnologiyasi ekologik jihatdan qulaydir. Vakuumli kondensatsiyani cho'ktirish usullarining imkoniyatlari yuqori sifatli turli xil materiallardan qalinligi o'nlab nanometrlardan yuzlab mikrometrgacha bo'lgan qoplamalarni olish imkonini beradi. Vakuumni cho'ktirish usullarining kamchiliklari orasida jarayonning past mahsuldorligini (taxminan 1 mkm / min tezligini), texnologiya va uskunalarning murakkabligini (vakuum tizimi bilan bog'liq) va atomizatsiyaning past energiya koeffitsientini ta'kidlash kerak. va yotqizish.
Usul issiqlik bug'lanish yoki termal vakuum purkash (TVN).
Isitish va uning keyingi bug'lanishi uchun ular ishlatiladi issiqlik energiyasining turli manbalari : rezistorli isitgichlar, elektron yoki yorug'lik (lazer) nurlari, induksion isitish, kamon isitish. Adezyon va TVN qoplamalarining birlashishi , birinchi navbatda, püskürtülmüş mahsulotning sirt haroratiga bog'liq . Mahsulotlarning past harorati past yopishqoqlikka ega bo'lgan qoplamalarning shakllanishiga yordam beradi.
TVN vaqtida zarrachalar (atomlar) oqimining xarakteristikalari: zarrachaning o'rtacha kinetik energiyasi 0,2 – 0,5 eV; oqimning ionlanish darajasi 0,01 - 1,5%; Qoplamaning sifatini yaxshilash uchun sirtni isitish yoki püskürtülmüş zarrachalarning tezligini oshirish tavsiya etiladi. Zarrachalar energiyasini oshirish uchun zarrachalar oqimiga ta'sir qilishning turli usullari qo'llaniladi. Masalan, oqimni yoy deşarj plazmasi orqali o'tkazish orqali ionlanish darajasini 100% gacha oshirish mumkin, bu esa oqim energiyasini yuqori voltli rektifikator yordamida tartibga solish imkonini beradi, uning tezlashtiruvchi salbiy potentsiali mahsulot. Deyarli to'liq ionlashtirilgan zarrachalar oqimi yuqori yopishqoqlikka ega bo'lgan qoplamalarni olish imkonini beradi va mahsulotni qo'shimcha isitishsiz birlashtiruvchi kuch.
Usul portlovchi purkash.
Portlovchi püskürtme jarayoni mahalliy ta'sir bilan sodir bo'ladi materialning yuzasiga energiya impulsi qo'llaniladi, buning natijasida qattiq materialning yuqori tezlikda bug'lanishi uchun sirtning mikro joylarida sharoitlar yaratiladi. Spray-bug'lanish jarayoni püskürtülmüş zarrachalar oqimining shakllanishi bilan sodir bo'ladi. Spray mahsulotlarining asosiy qismi bug 'fazasidan iborat. Biroq, deyarli har doim chayqalish-bug'lanish jarayoni kondensatsiyalangan fazaning mayda zarrachalarining shakllanishi bilan birga keladi. Tomchi fazasini tashkil etuvchi zarrachalarning o'lchami fraksiyalardan o'nlab mikrongacha. Tomchi fraktsiyasining qoplamaga kirishi ikkinchisining sifatini pasaytiradi, bu mikro va makro tuzilmaning heterojenligiga olib keladi.
Portlovchi purkash-bug'lanish holatiga püskürtülmüş materialning yuzasi bo'ylab harakatlanadigan turli xil impulsli issiqlik energiyasi manbalari yordamida erishish mumkin. Shu maqsadda elektron yoki lazer nurlari va elektr razryadlari qo'llaniladi. Elektr manbaiga salbiy potentsialni qo'llashda materialni purkash jarayoni keng qo'llanilishini topdi. Amalda bunday razryad teskari qutb yoyi yoki katod yoy shakli deb ataladi. Ark chiqishi püskürtülmüş materialning bug'ida mavjud katod Katod nuqtalarida yuqori oqim zichligi ta'minlaydi rejimi portlovchi bug'lanish. Bunday yo'l vakuum Qoplamalarni olish usuli IB usuli (ionli bombardimon bilan birlashtirilgan kondensatsiya) yoki ion-plazma vakuumli cho'kma deb ataladi, chunki bu holda qoplamalarning shakllanishi birinchi navbatda zarrachalarning ionlangan oqimidan sodir bo'ladi.
Zarrachalar oqimining xarakteristikalari: zarracha energiyasi 5 – 100 eV, oqimning ionlanish darajasi 20 – 90%, kondensatsiyalangan faza miqdori 10% gacha.
Portlovchi püskürtme usulining o'ziga xos xususiyatlari - püskürtülmüş materiallarda ko'p qirrali, 3 mikron / min va undan yuqori mahsuldorlik, yuqori yopishqoqlik va bir xil qoplama qalinligi. Usulning kamchiliklari püskürtülmüş oqimni ajratishga majbur qiladigan tomchi fraktsiyasining mavjudligini o'z ichiga oladi.
Usul purkash qoplamalar ionli purkash.
Püskürtülmüş material tezlashtirilgan bilan bombardimon qilinadi musbat zaryadlangan zarralar (argon ionlari va boshqa inert gazlar) oqimi. Bunday holda, purkalgan material katod vazifasini bajaradi. Katodning chayqalishi musbat ion impulsining bevosita uzatilishi natijasida yuzaga keladi atomlar yuzalar da taqdim etilgan Agar energiya va u oshadi ba'zi bir chegara qiymati (atomlarning panjara bilan bog'lanish energiyasi. Demak, boshqa Usulning nomi - katodli püskürtme.
Bug'langan atomlarning o'rtacha energiyasi bug'langan atomlarning energiyasidan bir necha baravar yuqori atomlar Va yetadi miqdorlar 200 eV Va Ko'proq. Qadr-qimmat olish usuli qoplamalar dan qotishmalar amaliy jihatdan o'zgarishsiz ularning purkash jarayonida kompozitsion, yuqori materialdan foydalanish koeffitsienti, birlikka yaqinlashadi. Usulning kamchiliklari past energiya samaradorligini o'z ichiga oladi jarayon, zaif daraja ionlanish püskürtülür oqim.
Vakuum kondensatsiya reaktsion purkash
Agar 24-rasmdagi o'rnatish kamerasiga purkash jarayonida kimyoviy faol gaz ajralib chiqsa, u holda kamerada püskürtülmüş metallning bug 'oqimi va maxsus kiritilgan gaz atomlari o'rtasida reaksiya sodir bo'ladi. Qattiq reaksiya mahsulotlari buzadigan amallar yuzasiga yotqiziladi.
Ushbu usulni an'anaviy VKN usullari yordamida qizdirilganda va püskürtüldüğünde, ma'lum karbidlar, oksidlar, nitridlar va boshqa birikmalardan qoplamalar olish uchun foydalanish tavsiya etiladi. qisman yoki to'liq parchalanishga uchraydi.
Reaktsiyali püskürtme yuqorida ko'rib chiqilgan VKNP usullarining har qandayi asosida amalga oshirilishi mumkin. Natijada, qoplama murakkab shaklga ega bo'lsa ham, mahsulotning butun yuzasiga bir xilda yotqiziladi.
Gaz fazasi yotqizish qoplamalar
Gaz fazali cho'kma (GPD). Qoplamalar gaz fazasidan yopiq hajmda (kamerada) birikmalarning dissotsiatsiyasi orqali qo'llaniladi da ularning isitish Va yotqizish bitta yoki bir nechta elementlar
mahsulot yuzasiga ulanishlar . Reaksiya kamerasida parchalanish uchun kamera ko'plab termal beqaror birikmalardan foydalaning : karbonil, galoid, organometall, gidrid
Va va boshqalar.
umumiy reaktsiyalarni quyidagicha yozish mumkin:
25-rasm. Sxema gaz fazasi yotqizish
MeGL qoplamalari + H2 = Meh + N2GL,
Meh (CO) n = Meh + nCO.
Heterojen reaktsiyaning paydo bo'lishiga imkon berish uchun mahsulotlarning yuzasida isitish bir necha yuz darajaga etadi. Umumlashtirilgan jarayon diagrammasi 25-rasmda ko'rsatilgan. Ish kamerasiga gazlar shaklidagi boshlang'ich material beriladi. Aralashtirish zonasidan o'tgandan keyin GL gaz aralashmasi GL isitish zonasiga kiradi. Reaksiya zonasida mustahkamlanayotgan ish qismining yuzasiga yaqin joyda yonish sodir bo'ladi kimyoviy o'zaro ta'sir gazlar Bilan yo'qotish qoralama, qaysi mahsulot yuzasida qoplama hosil qiladi. PR reaksiyasining gazsimon mahsulotlari kameradan chiqariladi.
3 N 4 mustahkamlovchi qoplamani qo'llash reaktsiyasi
3 Si Cl 4 + 4 N H 3 = Si 3 N 4 + 12 H Cl
Qoplamalarni gaz fazali cho'ktirish jarayonlari kameradagi normal bosimda ham, kamdan-kam hollarda ham amalga oshiriladi. Past bosim yuqori darajadagi tozalikni, qatlamning bir xilligini va natijada yuqori sifatli qoplamalarni ta'minlaydi.
|
| |