Mikä on PVD pinnoite?

Tämä ilmeisesti uskomattoman moderni viimeistely prosessi juontaa juurensa seitsemännentoista luvulla.

Fysikaalinen kaasufaasipinnoitus (PVD) on tekniikka, jota käytetään tallettamaan ohut elokuvia yhden atomin (tai yhden molekyylin) kerrallaan kiinni eri pinnoille, usein metallia, antaa heille kova kestävä pinnoite. Pinnoitteen lähde on fysikaalinen, joka on kemikaalin sijasta kiinteä tai nestemäinen kuten kemiallisen Höyrypinnoituksen vaihtoehtoisessa pinnoitusprosessissa (CVD).,

PVD-prosessit suoritetaan tyhjiöolosuhteissa. Prosessissa on neljä vaihetta: nämä ovat haihtuminen, Kuljetus, reaktio, Laskeuma.

haihtuminen – kohdetta pommittaa suuri energianlähde, kuten elektronien tai ionien säde. Tämä irrottaa atomit kohteen pinnasta, ”höyrystäen” ne, jolloin materiaali kertyy työkappaleeseen.

Transport – This is the movement of the vaporised atoms from the target to the substrate, or piece to be coated.,

Reaktio – tapauksissa, joissa metalli on tavoite PVD pinnoitteet koostuvat metalli oksidit, nitridit, karbidit ja muut vastaavat materiaalit. Tällöin metallin atomit reagoivat valitun kaasun kanssa kuljetusvaiheessa. Edellä mainituissa pinnoitteissa käytettävät kaasut voivat olla happi, typpi ja metaani.

Laskeuma – tällöin pinnoite kerääntyy ja kiinnittyy substraatin pintaan. Se jopa tunkeutuu pintaan hieman, antaa pysyvän tarttuvuuden.
PVD-lajikkeet on lueteltu alla.,

• Katodikaarikerrostuma: kyseessä on suuritehoinen valokaari, joka räjähtää erittäin ionisoituneeksi höyryksi, joka talletetaan aiotulle tuotteelle.
• elektronisuihkun fysikaalinen höyrypinnoitus: materiaali kuumennetaan korkeaan höyrynpaineeseen elektronipommituksella ”korkeassa” tyhjiössä. Materiaali talletetaan tiivistymisprosessilla tuotteeseen.
• Haihtumispinnoitus: materiaali kuumennetaan korkeaan höyrynpaineeseen sähköisesti resistiivisellä lämmityksellä ”matalassa” tyhjiössä.,
• Pulssilaserpinnoitus: tällöin suuritehoista laseria käytetään maalin materiaalin sulattamiseen höyryksi laskeumaa varten.
• sputterointiin: missä hehkun plasma vastuuvapauden (yleensä lokalisoitu ympäri ”target” magneetti) pommittaa materiaali sputterointi joitakin pois höyrynä tuoda noin laskeuman pinnoite.

historian PVD liittyy läheisesti sähkön keksimisen voima magnetismi sekä ymmärrystä kaasumaisia kemiallisia reaktioita., Ensimmäisen mäntätyyppisen tyhjiöpumpun keksi Otto van Guericke vuonna 1640 pumppaamaan vettä kaivoksista.

kuitenkin ensimmäinen henkilö, joka käytti tyhjiöpumppua pystyäkseen muodostamaan ”tyhjiöputkessa” hehkupurkausta (plasmaa), oli englantilainen tiedemies Michael Faraday vuonna 1838, joka käytti messinki-elektrodeja ja noin 2 Torrin tyhjiötä. Faraday yritti todistaa, että kaikki sähkö on samanlaista sähköä, kun hän tapahtui kahden ensimmäisen lain sähkökemian., Nämä lait koskevat käytetyn sähkön määrän ja kemiallisen reaktion kautta muunnetun aineen määrän välistä suhdetta. Näitä periaatteita käytetään edelleen sähkökemiassa nykyään metallilla päällystettyjen esineiden kuten PVD-prosessin valmistamiseen.,

vuonna 1852 William Robert Grove tutki ensimmäisenä niin sanottua ”sputterointia”, vaikka muut olivat havainneet tämän vaikutuksen tarkastelemalla hehkupurkauksia. Grove käytti pinnoituslähteenä johtokärkeä ja sputteroi talletuksen erittäin kiillotetulle hopeapinnalle, jota hän piti lähellä johtoa noin 0,5 torrentin paineessa.,

Professori A. W. Wright Yalen yliopistosta kirjoitti vuonna 1858 American Journal of Science and Arts-lehteen paperin, joka käsitteli jonkin niin kutsutun ”sähköteknisen laskeuman laitteen” käyttöä, jota käytettiin peilien valmistukseen. Tämä laskeuma muistutti kaaren haihtumista eikä sputterointia. Yhdysvaltain patenttivirasto mainitsi Wrightin työn haastaessaan T: n., Edisonin patenttihakemus tyhjiöpäällystyslaitteille pinnoitteiden tallettamiseksi. Nämä olivat hänen vahasylinteriset gramofoninsa ennen kuin ne sähköistettiin. Edison tuli takaisin ja sanoi, että hänen keksintönsä oli jatkuva kaari, kun taas Wright prosessi oli pulssikaari. Koska hänen suostuttelutaitoa Edison voidaan sanoa olevan ensimmäinen henkilö tehdä kaupallinen käyttö ruiskutus.

fysikaalista höyrypinnoitusprosessia käytetään parhaillaan useiden tuotteiden käyttöiän pidentämiseen., Näitä ovat siirtyminen PVD perinteisemmistä prosesseista, joita käytetään päällystämään auton osia, kuten pyörät ja männät, kirurgiset työkalut, poranterät ja aseet.

autoilumaailmassa se on parempi ja vihreämpi vaihtoehto kromaukselle, joka tuottaa myrkyllisiä aineita niin hyvä eettinen valinta suojaamaan kuorma-autojen ja autojen osia. Tutkimukset ovat osoittaneet, että PVD-pinnoitteet voivat parantaa tuotteen elinkaarta jopa kymmenen kertaa siten, että ne kestävät joissakin tapauksissa yli 25 vuotta.