真空鍍膜的物理過程:PVD(物理的氣相沉積技術)的基本原理可分為三個工藝步驟:(1)金屬顆粒的氣化:即鍍料的蒸發(fā)、升華或被濺射從而形成氣化源(2)鍍料粒子((原子、分子或離子)的遷移:由氣化源供出原子、分子或離子經過碰撞,產生多種反應。(3)鍍料粒子在基片表面的沉積。電子束蒸發(fā)法是真空蒸發(fā)鍍膜中常用的一種方法,是在高真空條件下利用電子束進行直接加熱蒸發(fā)材料,使蒸發(fā)材料氣化并向襯底輸運,在基底上凝結形成薄膜的方法。在電子束加熱裝置中,被加熱的材料放置于水冷的坩堝當中,可避免蒸發(fā)材料與坩堝壁發(fā)生反應影響薄膜的質量,因此,電子束蒸發(fā)沉積法可以制備高純薄膜。真空鍍膜鍍的薄膜涂層均勻。湖州真空鍍膜涂料
真空鍍膜的方法:濺射鍍膜:濺射鍍膜有很多種方式。按電極結構、電極相對位置以及濺射的過程,可以分為二極濺射、三極或四極濺射、磁控濺射、對向靶濺射、和ECR濺射。除此之外還根據制作各種薄膜的要求改進的濺射鍍膜技術。比較常用的有:在Ar中混入反應氣體如O2、N2、CH4、C2H2等,則可制得鈦的氧化物、氮化物、碳化物等化合物薄膜的反應濺射。在成膜的基板上施加直到500V的負電壓,使離子轟擊膜層的同時成膜,由此改善膜層致密性的偏壓濺射。湖州真空鍍膜涂料從蒸發(fā)源蒸發(fā)的分子通過等離子區(qū)時發(fā)生電離。
真空鍍膜:技術原理:濺射鍍膜基本原理:充氬(Ar)氣的真空條件下,使氬氣進行輝光放電,這時氬(Ar)原子電離成氬離子(Ar),氬離子在電場力的作用下,加速轟擊以鍍料制作的陰極靶材,靶材會被濺射出來而沉積到工件表面。濺射鍍膜中的入射離子,一般采用輝光放電獲得,在l0-2Pa~10Pa范圍,所以濺射出來的粒子在飛向基體過程中,易和真空室中的氣體分子發(fā)生碰撞,使運動方向隨機,沉積的膜易于均勻。離子鍍基本原理:在真空條件下,采用某種等離子體電離技術,使鍍料原子部分電離成離子,同時產生許多高能量的中性原子,在被鍍基體上加負偏壓。這樣在深度負偏壓的作用下,離子沉積于基體表面形成薄膜。
真空鍍膜:反應磁控濺射法:制備化合物薄膜可以用各種化學氣相沉積或物理的氣相沉積方法。但目前從工業(yè)大規(guī)模生產的要求來看,物理的氣相沉積中的反應磁控濺射沉積技術具有明顯的優(yōu)勢,因而被普遍應用,這是因為:反應磁控濺射所用的靶材料(單元素靶或多元素靶)和反應氣體(氧、氮、碳氫化合物等)通常很容易獲得很高的純度,因而有利于制備高純度的化合物薄膜。反應磁控濺射中調節(jié)沉積工藝參數,可以制備化學配比或非化學配比的化合物薄膜,從而達到通過調節(jié)薄膜的組成來調控薄膜特性的目的。真空鍍膜機硬化膜沉積技術目前較成熟的是cvd、pvd。
真空鍍膜:技術優(yōu)點:鍍層附著性能好:普通真空鍍膜時,在工件表面與鍍層之間幾乎沒有連接的過渡層,好似截然分開。而離子鍍時,離子高速轟擊工件時,能夠穿透工件表面,形成一種注入基體很深的擴散層,離子鍍的界面擴散深度可達四至五微米,對離子鍍后的試件作拉伸試驗表明,一直拉到快要斷裂時,鍍層仍隨基體金屬一起塑性延伸,無起皮或剝落現象發(fā)生,可見附著多么牢固,膜層均勻,致密。繞鍍能力強:離子鍍時,蒸發(fā)料粒子是以帶電離子的形式在電場中沿著電力線方向運動,因而凡是有電場存在的部位,均能獲得良好鍍層,這比普通真空鍍膜只能在直射方向上獲得鍍層優(yōu)越得多。因此,這種方法非常適合于鍍復零件上的內孔、凹槽和窄縫。等其他方法難鍍的部位。用普通真空鍍膜只能鍍直射表面,蒸發(fā)料粒子尤如攀登云梯一樣,只能順梯而上;而離子鍍則能均勻地繞鍍到零件的背面和內孔中,帶電離子則好比坐上了直升飛機,能夠沿著規(guī)定的航線飛抵其活動半徑范圍內的任何地方。分子束外延是一種很特殊的真空鍍膜工藝。湖州真空鍍膜涂料
真空鍍膜鍍料離子的遷移:由氣化源供出原子、分子或離子經過碰撞以及高壓電場后,高速沖向工件。湖州真空鍍膜涂料
針對PVD制備薄膜應力的解決辦法主要有:1.提高襯底溫度,有利于薄膜和襯底間原子擴散,并加速反應過程,有利于形成擴散附著,降低內應力;2.熱退火處理,薄膜中存在的各種缺陷是產生本征應力的主要原因,這些缺陷一般都是非平衡缺陷,有自行消失的傾向,但需要外界給予活化能。對薄膜進行熱處理,非平衡缺陷大量消失,薄膜內應力降低;3.添加亞層控制多層薄膜應力,利用應變相消原理,在薄膜層之間再沉積一層薄膜,控制工藝使其呈現與結構薄膜相反的應力狀態(tài),緩解應力帶來的破壞作用,整體上抵消內部應力 湖州真空鍍膜涂料