Ian Desmond
Ez a látszólag hihetetlenül modern befejező folyamat a tizenhetedik században származik.
Fizikai Gőzfázisú (PVD) olyan technika, amelyet betét vékony film egy atom (vagy molekula) egy időben rá különböző felületek, gyakran fém, adni nekik egy kemény, tartós bevonat. A bevonat forrása fizikai, amely kémiai helyett szilárd vagy folyékony, mint a kémiai gőzfázisú leválasztás (CVD) alternatív bevonási folyamatában.,
PVD folyamatokat vákuum körülmények között végezzük. A folyamat négy lépést foglal magában: ezek párolgás, szállítás, reakció, lerakódás.
párolgás-a célt egy nagy energiaforrás, például elektronok vagy ionok sugara bombázza. Ez kiszorítja az atomokat a cél felületéről, “elpárologtatja” őket, ezért az anyagot a munkadarabra helyezi.
szállítás – Ez a párologtatott atomok mozgása a céltól a hordozóig, vagy bevonandó darab.,
reakció-olyan esetekben, amikor a fém a cél, a PVD bevonatok fémoxidokból, nitridekből, karbidokból és hasonló anyagokból állnak. A fém atomjai ezután reagálnak a kiválasztott gázzal a szállítási szakasz során. A fenti bevonatokban használt gázok lehetnek oxigén, nitrogén és metán.
lerakódás – ez az, amikor a bevonat felépül, és a szubsztrátum felületéhez kötődik. Még kissé behatol a felületre, hogy tartós tapadást biztosítson.
PVD fajták alább felsorolt.,
- katódos ív lerakódás: ez magában foglal egy nagy teljesítményű elektromos ívet, amely erősen ionizált gőzbe robbant, hogy a kívánt termékre lerakódjon.
- elektronsugár fizikai gőzfázisú leválasztás: az anyagot “nagy” vákuumban elektronbombázással nagy gőznyomásra melegítik. Az anyagot a kondenzációs folyamat a termékre helyezi.
- párolgási lerakódás: az anyagot “alacsony” vákuumban elektromos ellenállású melegítéssel nagy gőznyomásra melegítik.,
- pulzáló lézeres lerakódás: ebben az esetben nagy teljesítményű lézert használnak a célból származó anyag gőzbe történő olvasztására.
- Sputter deposition: amelyben egy izzó plazma kisülés (általában a mágnes által a “cél” körül helyezkedik el) az anyagot gőzként porlasztja, hogy a bevonat lerakódását eredményezze.
a PVD története szorosan kapcsolódik a villamos energia felfedezéséhez a mágnesesség erejével, valamint a gáznemű kémiai reakciók megértésével., Az első dugattyús típusú vákuumszivattyút 1640-ben Otto van Guericke találta ki, hogy vizet pumpáljon a bányákból.
azonban az első személy, aki vákuumszivattyút használ, hogy “vákuumcsőben” fénykibocsátást (plazmát) képezzen, Michael Faraday angol tudós volt 1838-ban, aki sárgaréz elektródákat és körülbelül 2 Torr vákuumot használt. Faraday megpróbálta bizonyítani, hogy az összes villamos energia ugyanaz a fajta villamos energia, amikor az elektrokémia első két törvényén történt., Ezek a törvények a felhasznált villamos energia mennyisége és a kémiai reakció során átalakított anyag mennyisége közötti összefüggéssel foglalkoznak. Ezeket az elveket ma is használják az elektrokémiában, hogy fémbevonatú tárgyakat, például a PVD folyamatot készítsék.,
Michael Faraday – aki először hozzon létre egy “fény kisülés” egy vákuumcsöves
Otto Von Guericke – feltaláló, az első szelep-típus vaccuum szivattyú
1852-Ben William Robert Grove volt az első tanulmány, mi lett ismert, mint a “van”, bár a többiek is volt megfigyelhető ez a hatás nézi fény kibocsátás. Grove huzalcsúcsot használt bevonóforrásként, és lerakódást porlasztott egy nagyon polírozott ezüst felületre, amelyet a huzal közelében tartott körülbelül 0,5 Torr nyomáson.,
Az első, aki “sputtering”
Thomas Edison. A Yale Egyetem professzora, A. W. Wright 1858-ban írt egy tanulmányt az American Journal of Science and Arts-ban egy úgynevezett “elektromos leválasztó készülék” használatáról, amelyet tükrök készítésére használtak. Ez a lerakódás inkább az ív párolgására hasonlított, mint a porlasztásra. Az Amerikai Szabadalmi Hivatal Idézte Wright munkáját, amikor kihívást T., Edison szabadalmi kérelmet vákuum bevonat berendezések betét bevonatok. Ezek a viaszhenger fonográfjai voltak, mielőtt galvanizálták őket. Edison visszajött, és azt mondta, hogy a találmánya egy folyamatos ív, míg Wright folyamata pulzáló ív. Mivel az ő hatáskörét meggyőzés Edison lehetett mondani, hogy az első, aki kereskedelmi célú felhasználása porlasztás.
a fizikai gőzfázisú leválasztó bevonási eljárást jelenleg számos termék élettartamának meghosszabbítására használják., Ezek közé tartozik a PVD-re történő csere a hagyományosabb folyamatokból, amelyeket az autóalkatrészek, például kerekek és dugattyúk, sebészeti eszközök, fúrófejek és fegyverek bevonására használnak.
az autós világban a krómozás jobb és zöldebb alternatívája, amely mérgező anyagokat termel, így jó etikai választás a teherautók és autók alkatrészeinek védelmére. Tanulmányok kimutatták, hogy a PVD bevonatok akár tízszer is növelhetik a termék élettartamát, így egyes esetekben több mint 25 évig tartanak.