Преимущества и недостатки нескольких распространенных технологий вакуумного покрытия

Общие процессы вакуумного покрытия делятся на четыре категории: вакуумное напыление, вакуумное напыление, вакуумное ионное покрытие и химическое осаждение из паровой фазы.

1. Покрытие вакуумным напылением

   Вакуумно-испарительное покрытие представляет собой метод нанесения вакуумного покрытия, при котором материал нагревается и испаряется в условиях вакуума, чтобы сублимировать поток испаренных частиц непосредственно на подложку и осаждать твердую пленку на подложке.

   Преимущества: простота оборудования и простота эксплуатации; высокая чистота пленки и точный контроль толщины; быстрая скорость образования пленки и высокая эффективность.

   Недостатки: плохая плотность (всего 95% от теоретической плотности); адгезия пленки небольшая.

   В настоящее время вакуумное напыление в большей степени используется для обработки поверхности архитектурно-инженерного оборудования, сантехники, часов, скобяных изделий и даже колес, профилей из нержавеющей стали, мебели, осветительного оборудования, гостиничных принадлежностей и украшений.

2. Покрытие вакуумным напылением

  Поверхность материала бомбардируется энергичными частицами с кинетической энергией в десятки электрон-вольт или выше, так что его атомы получают достаточно высокую энергию, чтобы распыляться в газовую фазу. Этот процесс распыления и сложного рассеяния частиц называется распылением. Покрытие вакуумным напылением - это использование явления напыления для получения различных тонких пленок.

  Достоинства: хорошая управляемость и повторяемость толщины пленки; прочное сцепление с основанием; высокая чистота и высокое качество пленочного слоя; пленки материала, отличные от пленок мишени, могут быть приготовлены.

  Недостатки: скорость пленкообразования ниже, чем у напыления; температура подложки высокая; легко подвергается воздействию примесного газа; конструкция устройства более сложная.

  Наиболее часто используемой технологией нанесения покрытия напылением является технология нанесения покрытия магнетронным напылением. Этот метод увеличивает вероятность столкновения с газом, увеличивая скорость распыления мишени и, в конечном итоге, скорость осаждения. Поэтому он больше подходит для функциональных пленок, декоративных полей и полей микроэлектроники с такими функциями, как поглощение, пропускание, отражение, преломление и поляризация.

3. Вакуумное ионное покрытие

   Вакуумно-ионное покрытие — это новая технология покрытия, разработанная на основе вакуумного напыления и напыления. Выполняя весь процесс осаждения из паровой фазы в плазме, процесс вакуумного ионного покрытия значительно улучшает энергию частиц слоя пленки и может получить слой пленки с лучшими характеристиками, что расширяет область применения «тонкой пленки».

   Преимущества: сильная адгезия, не легко отваливается; улучшенное пленочное покрытие; высокое качество покрытия; высокая скорость формирования пленки; высокая плотность и малый размер зерна.

   Недостаток: подложка должна быть проводящим материалом.

   Благодаря превосходным характеристикам покрытия вакуумно-ионное покрытие имеет более широкий спектр применения. В настоящее время он в основном используется в механических деталях, самолетах, кораблях, автомобилях, выхлопных трубах, авиационных двигателях, высокоскоростных вращающихся деталях, инструментах, сверхтвердых инструментах, пресс-формах и т. д.

4. Химическое осаждение из паровой фазы (CVD)

  Технология CVD использует газообразные соединения или смеси соединений для химической реакции на нагретой поверхности подложки с образованием нелетучего покрытия на поверхности подложки.

  Преимущества: простота в эксплуатации, высокая гибкость, подходит для одинарного или композитного слоя пленки и слоя композитной пленки; широкая применимость; скорость осаждения может достигать нескольких микрон до сотен микрон в минуту, высокая эффективность производства; подходит для покрытия подложек сложной формы; Покрытие имеет хорошую плотность.

  Недостатки: высокая температура осаждения, что может привести к ухудшению характеристик подложки; реакционный газ и остаточный реакционный газ могут обладать определенной коррозионной активностью, воспламеняемостью и токсичностью; покрытие очень тонкое.

  Метод CVD в основном используется в двух направлениях:

  а. Подготавливают слой покрытия, улучшают поверхностные свойства материалов, повышают стойкость к окислению, износостойкость, коррозионную стойкость и некоторые электрические, оптические и трибологические свойства материалов или деталей.

  б. Разработка новых конструкционных материалов. В настоящее время технология CVD широко используется во многих аспектах, таких как защитный пленочный слой, микроэлектронная технология, использование солнечной энергии, оптоволоконная связь, технология сверхпроводимости и подготовка новых материалов.

  Кроме того, при приготовлении порошковых материалов использование эффективных и стабильных катализаторов для ускорения процесса измельчения CVD или в сочетании с физическими методами для приготовления порошковых материалов в условиях низкой температуры и высокого вакуума также стало будущим направлением химического пара. разработка технологии нанесения.