Fiziksel Buhar Birikimi (PVD) Nedir?
Fiziksel buhar biriktirme (PVD), katı veya sıvı malzemelerin yüzeyini gaz halindeki atomlara, moleküllere veya kısmen iyonize ederek iyonlara dönüştürmek için vakum koşulları altında fiziksel yöntemler kullanan ve ardından düşük-basınçlı bir gaz (veya plazma) işlemi yoluyla alt tabaka üzerinde belirli özel işlevlere sahip filmleri biriktiren bir teknolojidir.
PVD teknolojisi yalnızca metal filmleri ve alaşım filmleri değil aynı zamanda bileşik, seramik, yarı iletken ve polimer filmleri de biriktirebilir ve geniş uygulama olanaklarına sahip yeni bir malzeme üretim teknolojisidir. Bu teknolojiyle hazırlanan ultra-sert filmler yalnızca son derece yüksek sertliğe sahip olmakla kalmıyor, aynı zamanda ultra ince, yüksek sıcaklıklara dayanıklı, kirlilik-içermeyen ve neredeyse sıfır emisyona sahip. Aşınma direnci, oksidasyon direnci, korozyon direnci ve aletlerin, parçaların, sürtünme ve aşınma parçalarının yüzeyindeki-kendi kendine yağlama gibi özel performans gereksinimleri için uygundurlar ve günümüz yüzey mühendisliği teknolojisindeki en umut verici ve değerli teknolojilerden biridir.
Fiziksel Buhar Birikimi Türleri
|
PVD |
Avantajları |
Dezavantajları |
Uygulamalar |
|
Vakumlu Buharlaşma |
● Basit prensip, rahat çalışma ve biriktirme parametrelerinin kolay kontrolü ● Film özelliklerinin incelenmesi için uygun, yüksek saflıkta filmler ● Hızlı biriktirme oranı, yüksek verimlilik ve aynı anda birden fazla alt tabakaya yerleştirilebilir ● Uygulanabilir materyaller çoktur ● PVD'de maliyet en düşüktür |
Film ile alt tabaka arasındaki yapışma nispeten zayıftır ve işlemin tekrarlanabilirliği pek tatmin edici değildir. |
Vakumlu buharlaştırma, yüksek ve düşük kırılma indeksli malzemelerin optik girişim kaplaması, ayna kaplaması, dekoratif kaplaması, esnek ambalaj malzemeleri üzerindeki bariyer filmleri, iletken filmler, korozyon önleyici kaplamalar vb. için kullanılır. Metalleri biriktirirken vakumlu buharlaştırmaya bazen vakumlu metalizasyon da denir. |
|
Püskürtme Birikimi |
● Film ile alt tabaka arasında iyi yapışma ● Filmin yüksek saflığı ● İyi yoğunluk, gözenek yok ● Geniş bir malzeme uygulanabilirliği aralığıyla çoğu katı malzemeye (özellikle yüksek erime noktasına sahip malzemelere) uygulanabilir ● Püskürtme biriktirme prosesinin kontrol edilebilirliği ve tekrarlanabilirliği iyidir ve endüstriyel üretime uygundur. |
● Ekipman karmaşıktır ve biriktirme parametrelerinin kontrol edilmesi zordur ● Biriktirme oranı düşük ● Biriktirme yönlülüğü vakumlu buharlaşma kadar iyi değildir ● Püskürtme hedef malzemeleri genellikle pahalıdır ● Püskürtme biriktirme işlemi, hedef zehirlenmesini önlemek için gaz bileşiminin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir. Metal filmlerin yarı iletken malzemeler üzerine biriktirilmesi için kullanılır |
bina camı üzerindeki kaplamalar, polimerler üzerindeki yansıtıcı kaplamalar, depolama ortamı üzerindeki manyetik filmler, cam ve esnek ağlar üzerindeki şeffaf iletken filmler, kuru film yağlayıcıları, aletler üzerinde{0} aşınmaya dayanıklı kaplamalar ve dekoratif kaplamalar. |
|
İyon Biriktirme |
● Film ile alt tabaka arasında iyi yapışma ● Yüksek yoğunluk ● İyi aşınma ve korozyon direnci ● Geniş malzeme uygulanabilirliği yelpazesi |
● Birçok işlem değişkeninin kontrol edilmesi gerekir ● Substrat yüzeyinde düzgün iyon bombardımanı elde etmek zordur, bu da film özelliklerinde değişikliklere neden olur ● Alt tabaka aşırı-ısınmış olabilir |
İyon kaplama, sert kaplamaları, bağlı metal kaplamaları, yüksek-yoğunluklu optik kaplamaları ve kompozit malzemelerin uyumlu kaplamalarını karmaşık yüzeyler üzerine biriktirmek için kullanılır. Alüminyum filmlerin havacılık bileşenleri üzerine biriktirilmesi için iyon kaplamanın kullanılmasına iyon buharı biriktirme adı verilir. |
·Vakum Buharlaşması
Vakumlu buharlaştırma kaplaması olarak da bilinen vakumlu buharlaştırma, film hazırlamada en yaygın ve yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Prensibi, film malzemesini (film malzemesi) buharlaştırmak ve sıvılaştırmak için harici ısı kullanmak veya doğrudan gaz halinde buharlaştırmak ve vakum koşulları altında bir film oluşturmak üzere alt tabaka üzerine biriktirmektir. Isı kaynağına göre şu şekilde sınıflandırılabilir: Dirençli Buharlaşma Kaplaması, elektron ışını (EB)-kaplama, darbeli lazer biriktirme (PLD), İndüksiyon-ısıtmalı buharlaştırma vb.
· Püskürtme biriktirme
Vakum ortamında, iyon (Ar) oluşturmak için gaz deşarjını kullanan ve hedef malzeme atomlarının püskürtülmesine ve bir film oluşturmak üzere alt tabaka yüzeyine birikmesine neden olmak için negatif yüklü katı hedef malzemeyi bombardıman etmek için pozitif yüklü flor iyonları kullanan bir kaplama teknolojisidir. Vakumlu püskürtme kaplama, farklı püskürtme cihazlarına göre farklı tiplerde sınıflandırılır: diyot, triyot veya kareli püskürtme, doğru akım veya radyo frekansı hat püskürtme, magnetron püskürtme, reaktif püskürtme, iyon ışın püskürtme vb. Bunlar arasında, doğru akım düzlemsel magnetron püskürtme kaplama, silindirik hedef magnetron püskürtme kaplama, dengede olmayan magnetron dahil olmak üzere magnetron püskürtme kaplama yaygın olarak kullanılır. püskürtme kaplama, darbeli doğru akım magnetron püskürtme kaplama, radyo frekansı magnetron püskürtme kaplama ve orta frekanslı magnetron püskürtme kaplama vb.
· İyon kaplama
İyon kaplama, en hızlı-büyüyen ve en yaygın kullanılan kaplama teknolojilerinden biridir. Film malzemesi (film malzemesi), buharlaşma kaplama veya püskürtme kaplamaya benzer bir şekilde katı durumdan gaz durumuna dönüşür, ancak gazlı film malzemesi, daha sonraki taşıma sırasında çalışma gazıyla birlikte parıltılı deşarja katılır ve bir kısmı iyonlara ve elektronlara iyonize edilir ve iyonlar ve nötr parçacıklar, bir film oluşturmak için negatif yüklü alt tabaka üzerinde biriktirilir. İyon kaplama temel olarak üç kategoriye ayrılabilir: plazma iyon kaplama, ark buhar biriktirme ve ışın iyon kaplama. İyon kaplamayı buharlaşma kaplama ve püskürtme kaplamadan ayıran en tipik özellik şudur: ① İyon kaplamada, gaz halindeki film malzemesi atomları bir ayrışma sürecine tabi tutulur, ② İyon kaplamada alt tabaka genellikle negatif bir öngerilim uygular. Bu iki koşulun karşılanması durumunda kaplama temel olarak iyon kaplama olarak sınıflandırılabilir.
Ortak uygulamalar
Fiziksel buhar biriktirmenin (PVD) uygulama kapsamı giderek artmaktadır. Filmler genellikle farklı kategorilere ayrılır:
Renkli PVD kaplamalar: Ürünlerin dayanıklılığını, estetiğini ve değerini artırın
Yüksek-performanslı kaplamalar: Isıya dayanıklı/soğuğa dayanıklı/basınca dayanıklı/su tortusuna dayanıklı/korozyona dayanıklı, biyolojik uyumluluk
Elmas-benzeri karbon: Dayanıklılığı en üst düzeye çıkarın, sürtünmeyi azaltın veya görünümü iyileştirin
PVD krom ikameleri: Sert kroma güzel, dayanıklı ve güvenli bir alternatif
Bakır kaplama: Bakır, benzersiz görünümü ve antibakteriyel özellikleri nedeniyle kullanılabilir.
