Физическое осаждение из паровой фазы

редактировать

Термин в физике

Внутри камеры плазменного -распылительного физического осаждения из паровой фазы (PS-PVD) керамический порошок вводится в плазменное пламя, которое испаряет его, а затем конденсирует на (более холодной) заготовке с образованием керамического покрытия.

процесс PVD блок-схема

Физическое осаждение из паровой фазы (PVD ), иногда (особенно в контексте монокристалла роста), называемый физическим переносом пара (PVT ), описывает различные методы вакуумного осаждения, которые можно использовать для получения тонких пленок и покрытий. PVD характеризуется процессом, при котором материал переходит из конденсированной фазы в паровую фазу, а затем обратно в тонкопленочную конденсированную фазу. Наиболее распространенными процессами PVD являются распыление и испарение. PVD используется при производстве изделий, требующих тонких пленок для механических, оптических, химических или электронных функций. Примеры включают полупроводниковые устройства, такие как тонкопленочные солнечные панели, алюминизированная ПЭТ пленка для упаковки пищевых продуктов и воздушные шары, а также режущие инструменты с покрытием из нитрида титана . для металлообработки. Помимо инструментов PVD для изготовления, были разработаны специальные инструменты меньшего размера (в основном для научных целей).

Исходный материал также неизбежно откладывается на большинстве других поверхностей внутри вакуумной камеры, включая крепления, используемые для удержания деталей..

Содержание

1 Примеры
2 Сравнение с другими методами осаждения
- 2.1 Преимущества
- 2.2 Недостатки
3 Области применения
4 Декоративные применения
5 См. Также
6 Ссылки
7 Дополнительная литература
8 Внешние ссылки

Примеры

Катодное дуговое осаждение : мощная электрическая дуга, разряженная на материале мишени (источнике), взрывает часть в высокоионизированный пар для осаждения на заготовку.
Физическое осаждение из паровой фазы электронным пучком : осаждаемый материал нагревается до высокого давления пара за счет бомбардировки электронами в «высоком» вакууме и переносится диффузией для осаждения путем конденсации на (
Испарительное осаждение : осаждаемый материал нагревается до высокого давления пара за счет электрического сопротивления в «высоком» вакууме.
Сублимация в закрытом пространстве, материал и подложка размещены близко друг к другу и обогреваются излучением.
Импульсное лазерное напыление : мощный лазер abl превращает материал из мишени в пар.
Осаждение с распылением : тлеющий плазменный разряд (обычно локализованный вокруг «мишени» с помощью магнита) бомбардирует материал, разбрызгивая часть в виде пара для последующего осаждения.
: высокоэнергетический импульсный электронный пучок удаляет материал из мишени, генерируя поток плазмы в неравновесных условиях.
Сублимационный сэндвич-метод : используется для создания искусственных кристаллов.

Различные методы определения характеристик тонких пленок могут использоваться для измерения физических свойств PVD-покрытий, таких как:

Calo tester : испытание толщины покрытия
Наноиндентирование : испытание твердости для тонкопленочных покрытий
Тестер на дисках : испытание на износ и коэффициент трения
: испытание на адгезию покрытия
Рентгеновский микроанализатор: исследование структурных особенностей и неоднородности элементного состава для поверхностей роста

Сравнение с другие методы нанесения

Преимущества

PVD-покрытия иногда тверже и устойчивее к коррозии, чем покрытия, нанесенные гальваническим способом. Большинство покрытий имеют высокую температуру и хорошую ударную вязкость, отличную стойкость к истиранию и настолько долговечны, что защитные верхние покрытия почти никогда не требуются.
Возможность использования практически любого типа неорганических и некоторых органических материалов покрытия для столь же разнообразной группы подложки и поверхности, использующие самые разные виды отделки.
Более экологически безопасны, чем традиционные процессы нанесения покрытия, такие как гальваника и окраска.
Для нанесения данной пленки можно использовать более одного метода.

Недостатки

Конкретные технологии могут накладывать ограничения; например, перенос прямой видимости типичен для большинства методов покрытия PVD, однако существуют методы, которые позволяют полностью покрыть сложные геометрические формы.
Некоторые технологии PVD обычно работают при очень высоких температурах и вакууме, что требует особого внимания. обслуживающим персоналом.
Требуется система охлаждающей воды для отвода больших тепловых нагрузок.

Области применения

Как упоминалось ранее, покрытия PVD обычно используются для повышения твердости, износостойкости и стойкости к окислению. Таким образом, такие покрытия используются в широком диапазоне применений, таких как:

Аэрокосмическая промышленность
Автомобильная промышленность
Матрицы и формы для всех видов обработки материалов
Режущие инструменты
Огнестрельное оружие
Оптика
Часы
Ювелирные изделия
Тонкие пленки (тонировка окон, упаковка для пищевых продуктов и т. Д.)
Дартс бочки
Металлы (алюминий, медь, бронза и т. Д.)

Декоративные применения

Путем варьирования газов и продолжительности процесса физическим осаждением из паровой фазы на нержавеющую сталь можно получить различные цвета. Полученный продукт из окрашенной нержавеющей стали может выглядеть как латунь, бронза и другие металлы или сплавы. Эту нержавеющую сталь с PVD-покрытием можно использовать в качестве внешней облицовки зданий и сооружений, таких как скульптура Vessel в Нью-Йорке и The Bund в Шанхае. Он также используется для внутренней фурнитуры, панелей и светильников и даже используется в некоторой бытовой электронике, такой как космический серый и золотой отделки iPhone X, XS и 11 Pro.

См. Также

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

"Общество производителей вакуумных покрытий". svc.org. Общество производителей вакуумных покрытий. Проверено 3 октября 2019 г.
Рагху, Сарил (19 апреля 2009 г.). Инструмент физического осаждения из паровой фазы. YouTube.com. Проверено 3 октября 2019 г.