Aplikace vakuového povlaku
Dec 25, 2017| Úvod
Vákuum je prostředí, kde je tlak plynu nižší než okolní teplota. Plazma je plynné prostředí, ve kterém je dostatek iontů a elektronů, aby zde byla znatelná elektrická vodivost. Vakuové povlakování je nanášení filmu nebo povlaku ve vakuovém (nebo nízkotlakém plazmatu) prostředí. Obecně se tento termín používá pro procesy, které depozitují atomy (nebo molekuly), jako jsou například fyzikální depozice par (PVD) nebo nízkotlaké chemické depozice (LP-CVD) nebo CVD (PECVD) s plazmou. Při PVD procesech se materiál, který se nanáší, pochází z odpařování pevného nebo kapalného povrchu. V procesech CVD se materiál, který je uložen, pochází z druhů prekurzorů chemických par, které se rozkládají redukčním nebo tepelným rozkladem - většinou na horkém povrchu.
V některých případech reaguje ukládaný materiál s plynným prostředím nebo s kódově uloženým druhem za vzniku filmu ze sloučenin, jako je oxid, nitrid, karbid nebo karbonitrid. Při zpracování CVD může použití plazmy k fragmentaci prekurzoru chemických par v plynné fázi umožňovat rozkladné nebo redukční procesy při nízkých teplotách než při samotné tepelné aktivaci. PECVD se může provádět při tak nízkých tlacích, jaké se používají při PVD zpracování (nízkotlaké PECVD, LP-PECVD), kde se parní prekursor rozkládá hlavně v plazmě. V některých případech se k ukládání slitin, kompozitních materiálů nebo sloučenin používá hybridní depozice PVD a LP-PECVD. Příkladem jsou karbonitridy kovů, kde uhlík pochází z prekursoru chemických par, jako je acetylen; dusík pochází z plynu; a kov z odpařování, rozprašování nebo odpařování oblouku pevného nebo kapalného povrchu.
Dekorativní a dekorativní / opotřebení nátěry
Metalíza pro přísně dekorativní účely je velký trh. Aplikace se liší od povlakových polymerních pásů, které se pak převedou na dekorativní použití, jako jsou balónky a etikety, na metalizaci trojrozměrných předmětů, jako jsou sportovní trofeje, zinkové odlitky a tvarované polymerní dekorační přípravky a kosmetické nádoby. Tyto povlaky se často skládají z odrazného hliníkového povlaku, který je nanesen na hladkém základním nátěru, poté je potažen barveným lakem, aby se povlak získal požadovanou barvou a strukturou, a také odolnost proti korozi a opotřebení.
V některých aplikacích, kromě dekorativních aspektů povlaku, je potřeba odolat opotřebení. Například nitrid titanu (TiN) je zlatě zbarvený a karbonitrid titanu (TiC x N y ) se může lišit v barvě od zlata po fialové až černé v závislosti na složení. Nitrid zirkoničitý (ZrN) má barvu z mosazi a je mnohem odolnější opotřebení a poškrábání než mosaz. Dekorativní / opotřebení nátěrové hmoty se používají na dveřním hardware, instalatérské armatury, módní předměty, lodní hardware a další podobné aplikace.
Pevné a odolné povlaky
Tvrdé povlaky se často nazývají metalurgické povlaky a jsou typem tribologického povlaku. Pevné povlaky se používají ke zvýšení efektivity řezání a životnosti řezných nástrojů a k zachování rozměrových tolerancí součástí používaných v aplikacích, kde může docházet k opotřebení, jako jsou například vstřikovací formy. Navíc povlaky mohou působit jako difúzní bariéra, při níž jsou vysoké teploty vyvolávány pohybem mezi povrchy nebo ochranou proti korozi v agresivním prostředí. Existují různé třídy tvrdých laků. Zahrnují iontově vázané oxidy kovů (Al 2 O 3 , ZrO 2 a TiO 2 ), kovalentně vázané materiály (SiC, boron uhlík [B4C], diamant, diamantový uhlík [DLC], TiC, AlN, CrC, směsné karbidy, nitridy a karbonitridové slitiny a kubický nitrid boru) a některé kovové slitiny (kobalt chromium hlinitý yttrium [CoCrAlY], NiAl, NiCrBSi). V některých případech mohou být povlaky navrstveny pro kombinování vlastností.
Tvrdé povlaky se používají také k minimalizaci opotřebení, které se objevuje u kuličkových ložisek. Povlaky odolné proti opotřebení mohou být aplikovány také na povrchy, kde dochází k lehkému nebo periodickému zatížení. Například tvrdé povlaky se nanáší na plasty, aby se zlepšila odolnost proti poškrábání. Aplikace se používají na tvarovaných plastových čočkách a plastových letounech. V některých případech mohou být na již tvrdé povrchy, jako je sklo, aplikovány povlaky jako SiO 2 nebo Al 2 O 3 , aby se zvýšila odolnost proti poškrábání.
Antikorozní nátěry
Ochrana před agresivním chemickým prostředím může být provedena několika způsoby. Povrch může být potažen inertním materiálem nebo materiálem, který vytvoří ochranný povrch po reakci s prostředím nebo s materiálem, který bude obětně odstraněn, aby chránil podkladový materiál. Tantal, platina a uhlík jsou inertní v mnoha chemických prostředích. Například uhlíkové povlaky se používají na kovy, které jsou implantovány do lidského těla za účelem zajištění kompatibility. V leteckém průmyslu jsou díly hliníkem potaženy PVD procesem iontové depozice (IVD), aby se zabránilo galvanické korozi různých materiálů v kontaktu.
Chróm, hliník, křemík a MCrAlY (kde jsou slitiny M Ni, Co, Fe) budou reagovat s kyslíkem, čímž vytvoří na povrchu povrch koherentní ochranné vrstvy oxidu. Pokud kovové ionty (Fe, Cu) difundují rychleji než kyslík přes oxid, vytvoří se na povrchu silný oxid. Pokud kyslík difunduje rychleji oxidem než kovovými ionty (kovy Al, Si, Ti, Zr - "ventily"), na rozhraní vznikne oxidace a vznikne tenký oxid. Povlaky ze slitin MCrAlY se používají jako ochranné povlaky na lopatkách turbínových motorů motoru. Kádmium, hliník a slitiny Al: Zn se používají jako galvanické obětovací nátěry na oceli. Vakuové kadmium ("vac cad") má výhodu oproti elektrodávanému kadmiu, jelikož při použití vakuového depozice neexistuje možnost křehnutí vodíkem z vysoce pevných ocelí.