Лекція 15. Методи вакуумного конденсаційного напилення і їх класифікація. Фізико-хімічні основи процесу випаровування

Класифікація методів вакуумно-конденсаційного нанесення покриття.

Серед методів зміцнення поверхневих шарів деталей машин і конструкцій в останні роки дедалі ширше застосовуються методи вакуумно-конденсаційного нанесення покриття (ВКНП).

Процеси ВКНП можна класифікувати за такими ознаками:

1) за способами отримання корпускулярного потоку металів та сполук, що напилюються на поверхню виробу:

- термічним випаровуванням металу або сполуки з безперервною або імпульсною дією джерела нагрівання;

- іонним розпиленням металів і сполук;

2) за способом нанесення матеріалу покриття:

- конденсації з пари – нанесення неіонізованих або малоіонізованих (частки відсотка) парів металу або сполуки, які отримуються термічними методами шляхом випаровування. Іонізація парів відбувається не в тій зоні, де отримують пару;

- іонно-плазмове напилення – нанесення парів металу або сполук випаровуванням та термічною сублімацією, дуже іонізованих вакуумною дугою або іншим джерелом іонізації порівняно з конденсацією з пари;

- розпилення – нанесення іонізованих парів металів шляхом розпилення металу іонами інертного газу, які отримуються внаслідок іонного розряду;

3) за способами активації процесів нанесення покриття:

- без активації процесу нанесення покриття;

- реакційним методом, який дозволяє внаслідок реакції газів (азоту, кисню, аміаку, вуглеводневих газів) з парою металів отримати сполуки (нітриди, оксиди, карбіди тощо) на поверхні, на яку наноситься покриття;

- активуванням процесу іонізації газів та парів металу використанням додаткових фізичних процесів: тліючого розряду, постійних або змінних електричних, або магнітних полів тощо.

Завдяки різниці в парціальних тисках парової фази, відбувається переміщення електронейтральних частинок у напрямку напилюваного виробу. Найбільший тиск пари, який досягає 133 Па і більше, спостерігається поблизу поверхні випаровування (розпилення), це зумовлює переміщення частинок у напрямку виробу, де тиск пари мінімальний.

Процеси реакційного термовакуумного випаровування, в яких корпускулярний потік частинок активується в зоні між джерелом речовини, що випаровується, та поверхнею, на яку наноситься покриття, отримав назву активоване реакційне випаровування.

Процеси реакційного осадження покриття внаслідок активування потоку частинок, отриманих іонним розпиленням при енергійному супутному бомбардуванні плівки, що росте, отримали назву реакційне іонне напилення.

Процеси іонного розпилення, активованого реакційного випаровування та реакційного іонного напилення отримали загальну назву іонно-плазмового напилення.

Дата добавления: 2014-01-04