Anvendelser af vakuumcoating
Dec 25, 2017| Introduktion
Vakuum er et miljø, hvor gastrykket er mindre end omgivelserne. Et plasma er et gasformigt miljø, hvor der er nok ioner og elektroner til at være mærkbar elektrisk ledningsevne. Vakuumcoating er aflejringen af en film eller en belægning i et vakuum (eller lavtryksplasma) miljø. Generelt anvendes udtrykket på processer, der deponerer atomer (eller molekyler) en ad gangen, såsom fysisk dampaflejring (PVD) eller lavtryks kemisk dampaflejring (LP-CVD) processer eller plasmaforstærket CVD (PECVD). I PVD-processer kommer materialet, der afsættes, fra fordampningen af en fast eller flydende overflade. I CVD-processer kommer materialet, der afsættes, fra en kemisk dampprecursorart, der nedbrydes ved reduktion eller termisk dekomponering - hovedsagelig på en varm overflade.
I nogle tilfælde reagerer materialet, der deponeres, med det gasformige miljø eller en kodepositiv art for at danne en film af et sammensat materiale, såsom et oxid, et nitrid, carbid eller et carbonitrid. Ved CVD-behandling tillader brugen af et plasma til fragmentering af den kemiske dampprecursor i dampfasen nedbrydning eller reduktionsprocesserne at fortsætte ved lavere temperaturer end ved termisk aktivering alene. PECVD kan udføres ved tryk så lavt som dem, der anvendes ved PVD-behandling (lavtryks-PECVD, LP-PECVD), hvor forstadier dampen nedbrydes hovedsageligt i plasma. I nogle tilfælde bruges en hybridaflejringsproces af PVD og LP-PECVD til at deponere legeringer, kompositter eller forbindelser. Et eksempel er metalcarbonitrider, hvor carbonet kommer fra en kemisk dampprecursor, såsom acetylen; nitrogenet kommer fra en gas; og metallet fra fordampning, forstøvning eller buefordampning af en fast eller flydende overflade.
Dekorative og dekorative / slidbeklædninger
Metallisering til strengt dekorative formål er et stort marked. Applikationerne varierer fra belægningspolymerbaner, som derefter omdannes til dekorative anvendelser såsom balloner og etiketter til metallisering af tredimensionale artikler, såsom sports trofæer, zink die-støbt og støbt polymer dekorative armaturer og kosmetiske beholdere. Ofte består disse belægninger af en reflekterende aluminiumcoating, som er aflejret på et glat grundlag, derefter overtrukket med en farvet lak for at give belægningen den ønskede farve og tekstur samt korrosion og slidstyrke.
I nogle applikationer udover de dekorative aspekter af belægningen er belægningen nødvendig for at modstå slitage. For eksempel er titanitrid (TiN) guldfarvet, og titancarbonitrid (TiC x N y ) kan variere i farve fra guld til lilla til sort afhængigt af sammensætningen. Zirconiumnitrid (ZrN) er af messingfarve og er langt mere slid og ridsefast end messing. Dekorative / slidbelægninger anvendes på dørhardware, vvs-armaturer, modeartikler, marine hardware og andre sådanne applikationer.
Hård og slidstærk belægning
Hårde belægninger kaldes ofte metallurgiske belægninger og er en slags tribologisk belægning. De hårde belægninger bruges til at øge skæreværktøjets skæreeffektivitet og driftssikkerhed og til at opretholde dimensionelle tolerancer for komponenter, der anvendes i applikationer, hvor slitage kan forekomme, såsom injektionsformer. Derudover kan belægningerne virke som en diffusionsbarriere, hvor høje temperaturer genereres ved bevægelse mellem overflader eller korrosionsbeskyttelse i aggressive omgivelser. Der er forskellige klasser af hårde belægningsmaterialer. De omfatter: ionisk bundet metaloxider (Al203, ZrO2 og TiO2), kovalent bundne materialer (SiC, borcarbon [B4C], diamant, diamantlignende carbon [DLC], TiC, AlN, CrC, blandede carbid-, nitrid- og carbonitridforbindelseslegeringer og kubisk bornitrid) og nogle metallegeringer (koboltkromaluminium yttrium [CoCrAlY], NiAl, NiCrBSi). I nogle tilfælde kan belægningerne være lagdelt for at kombinere egenskaber.
Hårde belægninger bruges også til at minimere træthed, som findes i kuglelejer. Slidbestandige belægninger kan også påføres overflader, hvor der er en let eller periodisk belastning. For eksempel aflejres hårde belægninger på plast for at forbedre ridsefastheden. Applikationerne er på formstøbte plastiklinser og plastflyvninger. I nogle tilfælde kan der påføres hårde overflader, såsom SiO 2 eller Al 2 O 3 , på allerede hårde overflader, såsom glas, for at øge ridsebestandigheden.
Korrosionsbeskyttende belægninger
Beskyttelse mod et aggressivt kemisk miljø kan udføres på flere måder. Overfladen kan belægges med et inert materiale eller med et materiale, som danner en beskyttende overflade, efter at have reageret med omgivelserne eller med et materiale, som vil blive fjernet for at beskytte det underliggende materiale. Tantal, platin og carbon er inerte i mange kemiske miljøer. For eksempel anvendes carbonbelægninger på metaller, der implanteres i menneskekroppen for at give kompatibilitet. I luftfartsindustrien er aluminium overtrukket af PVD-processen med iondampaflejring (IVD) for at forhindre galvanisk korrosion af forskellige materialer i kontakt.
Chrom, aluminium, silicium og MCrAlY (hvor M er Ni, Co, Fe) legeringer vil reagere med oxygen for at danne et sammenhængende beskyttende oxidlag på overfladen. Hvis metalionerne (Fe, Cu) diffunderer hurtigere end oxygenet gennem oxidet, dannes et tykt oxid på overfladen. Hvis oxygenet diffunderer hurtigere gennem oxidet end metalionerne (Al, Si, Ti, Zr-"ventil" -metallerne), vil der forekomme oxidation ved grænsefladen, og der dannes et tyndt oxid. MCrAlY legeringscoatingerne anvendes som beskyttende belægninger på flymotorsturbineblade. Cadmium, aluminium og Al: Zn legeringer anvendes som galvaniske offerbelægninger på stål. Vakuumkadmium ("vac cad") plettering har den fordel i forhold til elektroplateret cadmium, fordi der ikke er nogen mulighed for hydrogenbrænding af højstyrkestål, når der anvendes vakuumaflejringsbehandling.