اخبار(PVDروش) انواع روش های روکشدار کردن اینسرت ها

(PVDروش) انواع روش های روکشدار کردن اینسرت ها

در رسوب گذاری به روش پی وی دی یا تبخیر فیزیکی پوشش ها روی سطوح جامداز طریق چگالش عنصر ها و ترکیب ها از فاز گازی تولید می شوند.تبخیر در خلا عمومی ترین روش تهیه ی لایه های بسیار خالص و تحت شرایط نسبتا کنترل شده است.اصل این روش عموما براساس اثر های کاملا فیزیکی پایه ریزی می شوداما پی وی دی ممکن است در بعضی موارد با واکنش های شیمیایی نیز همراه باشد.بعضی از این واکنش های شیمیایی عمدتا در فناوری انباشت لایه های خاص به کار می روند.

رسوب گذاری به روش تبخیرفیزیکی شامل مراحل زیر است ꞉تبدیل ماده تبخیری به حالت گازی از طریق تبخیر یا تصعید-انتقال اتم ها از چشمه تبخیر به زیر لایه در فشار کاهش یافته-رسوب این ذره ها روی زیر لایه

در حالت کلی تر مکانیزم های اصلی در فرایند رسوب گذاری فیزیکی بخار عبارتند از جدا کردن اتم ها از سطح به طریقی و یا اینکه یونی به سطح برخورد کرده و سبب پرتاب اتم از سطح ماده هدف می شود.در نگاه کلی روش رسوب گذاری فیزیکی بخار شامل چندین روش است که در ذیل به چند مورد از آن ها اشاره شده است꞉

فرایند ARC PVD:

در فرآیندarc pvdدر محیط خلا تخلیه الکتریکی بین دو الکتروداتفاق می افتد.کاتد الکترودی است که حاوی ذراتti می باشد و قطعه که در این جا اینسرت ها می باشند که به عنوان الکترود آند محسوب می شود. متوسط جریانی لازم است تا یکی از الکترود ها به صورت یونیزه شده و تبخیر شود.در این روش فرایند تبخیر برروی کاتد صورت می گیرد.مواد تبخیر شده در یک میدان الکتریکی به صورت همزمان یونیزه شده وشتاب می گیرند.فرآیند arc موجبات یونیزاسیون بالای مواد تبخیر شده را فراهم می کند و از این رو پوشش ایجاد شده بر روی زیر لایه چسبندگی نسبتا مناسبی خواهد داشت.در روش قوس کاتدی که یکی از روش های صنعتی و تجاری شده پوشش دهی می باشد مانند سیستم جوشکاری می باشد.در این روش بعد از برقراری جریان بالا سطح تارگت یا کاتد یونیزه شده واتم های یونیزه که همان اتم های تیتانیوم می باشند به سمت قطعه که در این جا منظور اینسرت ها می باشد حرکت می کنند. در صورت حضور گاز واکنشی از جمله N2 در اتمسفر محفظه موجب تشکیل تر کیبات نیتریدی بر روی اینسرت ها می شود.در واقع ابتدا عمل تصعید و وسپس عمل چگالش انجام می شود که عمل چگالش گرمای بسیار زیادی تولید می کند و باعث تولید گرمای مورد نیاز برای چسبیدن روکش مورد نظر به زیرلایه می شود.در این روش در صد زیادی از مواد تبخیر شده به صورت یون مثبت در آمده و با استفاده ازاعمال بایاس منفی به زیر لایه یون های مثبت به سمت زیر لایه شتاب گرفته که باعث افزایش استحکام چسبندگی پوشش می شوند.این روش نسبت به روش های دیگر لایه نشانی فیزیکی دارای نرخ لایه نشانی و تبخیر بالاتری می باشد.تبخیر با فیلامان حرارتی ꞉ فرایند رسوب گذاری فیزیکی بخار با بهره گیری از فیلامان حرارتی امری ساده به نظر می رسد.به این صورت که با بخار نمودن ماده هدف و نشاندن آن بر روی زیرلایه سبب ایجاد لایه نازک خواهد شد.از عواملی که سبب کنترل سرعت رسوب گذاری در این روش خواهند شد دمای ذوب ماده هدف و فشار محفظه است.خوشبختانه این روش جزء روش هایی است که با آن قادر خواهیم بود مواد زیادی را پوشش دهی نماییم.یکی دیگر از روش هایی که می تواند در پوشش دهی اینسرت ها به روش تبخیر فیزیکی استفاده شود تبخیر با استفاده از انرژی لیزر می باشد꞉رسوب گذاری فیزیکی بخار با بهره گیری ازلیزر جزء روش های موثر در لایه نشانی به شمار می رود.زیرا در این روش انرژی لیزرهای مورد استفاده به قدری بالاست که قادر خواهیم بود مواد سختی چون سرامیک ها و مواد غیر فلزی از جملهtin را برروی زیر لایه پوشش دهیم.همچنین به جهت دقت بالای این فراینداز این روش برای پوشش دهی سرامیک هایی که ترکیبات استیوکیومتری آن ها مهم است از جمله پیزوالکتریک ها و ابررسانا ها استفاده می شود.بر اثر برخورد لیزر به ماده هدف در حد واسط زیر لایه و ماده هدف پلاسمای باریکی به نام Plumbe تشکیل می گردد که اندازه آن می تواند در سرعت پوشش دهی و ضخامت آن موثر باشد.روش لیزر هم به تناسب امر دارای اشکالاتی می باشد که در ذیل بیان می شود꞉الف) وجود پدیده splashing داخل لایه نازک ایجاد شده وجود دارد که به مثابه ریختن آب بر روی روغن داغ است و موجب پراکنده شدن مواد مذاب می شود.ب) فضای تبخیر شده از ماده هدف یعنی plumbe خیلی نازک است و این ضخامت کم عدم یکنواختی در ضخامت لایه نازک حاصله را موجب می شود.بنابراین در روش تبخیر لیزری انرژی لازم برای تبخیر ماده هدف توسط انرژی لیزر تامین می شود.در جریان تابش اشعه لیزر اتم های تیتانیم از سطح ماده هدف تبخیر شده و در محفظهplumbe قرار می گیرد. در این فرایند با حضور نیتروژن کافی در محفظه و واکنش پذیری فوق العاده نیتروژن با تیتانیم ترکیب تیتانیم نیترید تولید شده و رسوب آن بر روی زیر لایه تشکیل می شود.از جمله پوشش هایی که به روش تبخیر فیزیکی ایجاد می شود می توان به تیتانیوم نیترید تیتانیوم کربو نیترید تیتانیوم آلمینیوم نیترید و ... اشاره کرد.