การสะสมไอทางกายภาพคืออะไร (PVD)
การสะสมไอทางกายภาพ (PVD) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้วิธีการทางกายภาพภายใต้สภาวะสูญญากาศในการระเหยพื้นผิวของวัสดุที่เป็นของแข็งหรือของเหลวลงในอะตอมก๊าซโมเลกุลหรือไอออนบางส่วนเป็นไอออนเป็นไอออนแล้วฝากฟิล์มที่มีฟังก์ชั่นพิเศษบางอย่างบนพื้นผิวผ่านก๊าซแรงดันต่ำ
เทคโนโลยี PVD สามารถฝากไม่เพียง แต่ฟิล์มโลหะและฟิล์มอัลลอยด์เท่านั้น ฟิล์มที่มีความแข็งเป็นพิเศษที่จัดทำขึ้นโดยเทคโนโลยีนี้ไม่เพียง แต่มีความแข็งสูงมาก แต่ยังเป็น ultrathin ทนต่ออุณหภูมิสูงปราศจากมลพิษและมีการปล่อยมลพิษเกือบเป็นศูนย์ พวกเขาเหมาะสำหรับความต้องการประสิทธิภาพพิเศษเช่นความต้านทานการสึกหรอความต้านทานออกซิเดชันความต้านทานการกัดกร่อนและการหล่อลื่นตนเองบนพื้นผิวของเครื่องมือชิ้นส่วนและแรงเสียดทานและชิ้นส่วนและเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มและมีค่ามากที่สุดในเทคโนโลยีวิศวกรรมพื้นผิวในปัจจุบัน
ประเภทของการสะสมไอทางกายภาพ
|
พีวีดี |
ข้อดี |
ข้อเสีย |
แอปพลิเคชัน |
|
การระเหยด้วยสุญญากาศ |
●หลักการง่าย ๆ การทำงานที่สะดวกและการควบคุมพารามิเตอร์การสะสมได้ง่าย ●ความบริสุทธิ์สูงของภาพยนตร์เหมาะสำหรับการศึกษาคุณสมบัติภาพยนตร์ ●อัตราการสะสมอย่างรวดเร็วประสิทธิภาพสูงและสามารถฝากพร้อมกันได้ในหลาย ๆ พื้นผิว ●วัสดุที่ใช้งานได้มีมากมาย ●ค่าใช้จ่ายต่ำที่สุดใน PVD |
การยึดเกาะระหว่างฟิล์มและสารตั้งต้นค่อนข้างแย่และการทำซ้ำกระบวนการไม่เป็นที่น่าพอใจมาก |
การระเหยสูญญากาศใช้สำหรับการเคลือบด้วยแสงสัญญาณการเคลือบกระจกการเคลือบตกแต่ง, ฟิล์มสิ่งกีดขวางบนวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ยืดหยุ่น, ฟิล์มนำไฟฟ้า, การเคลือบป้องกันการกัดกร่อน ฯลฯ ของวัสดุดัชนีหักเหสูงและต่ำ เมื่อฝากโลหะการระเหยสูญญากาศบางครั้งก็เรียกว่าการดูดซับสุญญากาศ |
|
การทับถม |
●การยึดเกาะที่ดีระหว่างภาพยนตร์และสารตั้งต้น ●ความบริสุทธิ์สูงของภาพยนตร์ ●ความหนาแน่นดีไม่มีรูขุมขน ●นำไปใช้กับวัสดุที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่ (โดยเฉพาะวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูง) พร้อมการบังคับใช้วัสดุที่หลากหลาย ●กระบวนการสะสมสปัตเตอร์มีความสามารถในการควบคุมและการทำซ้ำได้ดีและเหมาะสำหรับการผลิตอุตสาหกรรม |
●อุปกรณ์มีความซับซ้อนและพารามิเตอร์การสะสมนั้นยากที่จะควบคุม ●อัตราการสะสมต่ำ ●ทิศทางการสะสมไม่ดีเท่าการระเหยสูญญากาศ ●วัสดุเป้าหมายสปัตเตอร์มักจะมีราคาแพง ●กระบวนการสะสมสปัตเตอร์ต้องมีการควบคุมองค์ประกอบของก๊าซอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันการเป็นพิษเป้าหมายที่ใช้ในการสะสมฟิล์มโลหะบนวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ |
การเคลือบบนกระจกอาคารการเคลือบสะท้อนแสงบนโพลีเมอร์ฟิล์มแม่เหล็กบนสื่อจัดเก็บฟิล์มนำไฟฟ้าโปร่งใสบนกระจกและอวนที่ยืดหยุ่นสารหล่อลื่นฟิล์มแห้งการเคลือบป้องกันการสึกหรอบนเครื่องมือและการเคลือบตกแต่ง |
|
การสะสมไอออน |
●การยึดเกาะที่ดีระหว่างภาพยนตร์และสารตั้งต้น ●ความหนาแน่นสูง ●การสึกหรอที่ดีและความต้านทานการกัดกร่อน ●การบังคับใช้วัสดุที่หลากหลาย |
●ต้องควบคุมตัวแปรการประมวลผลจำนวนมาก ●เป็นเรื่องยากที่จะได้รับการทิ้งระเบิดไอออนสม่ำเสมอบนพื้นผิวพื้นผิวทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของฟิล์ม ●สารตั้งต้นอาจมีความร้อนสูงเกินไป |
การชุบไอออนใช้ในการสะสมการเคลือบแข็งการเคลือบโลหะที่แนบมาการเคลือบด้วยแสงความหนาแน่นสูงและการเคลือบที่สอดคล้องกันของวัสดุคอมโพสิตบนพื้นผิวที่ซับซ้อน การใช้การชุบไอออนเพื่อสะสมฟิล์มอลูมิเนียมบนส่วนประกอบการบินและอวกาศเรียกว่าไอออนไอ |
·การระเหยสูญญากาศ
การระเหยสูญญากาศหรือที่เรียกว่าการเคลือบระเหยสูญญากาศเป็นวิธีที่พบมากและใช้กันอย่างแพร่หลายในการเตรียมฟิล์ม หลักการของมันคือการใช้ความร้อนภายนอกเพื่อทำให้เป็นไอวัสดุฟิล์ม (วัสดุฟิล์ม) และของเหลวมันหรือระเหยกลายเป็นก๊าซโดยตรงและฝากลงบนพื้นผิวเพื่อสร้างภาพยนตร์ภายใต้สภาวะสูญญากาศ ตามแหล่งความร้อนสามารถจัดเป็น: การชุบการระเหยความต้านทาน, ลำแสงอิเล็กตรอน (EB)-การเคลือบ, การสะสมเลเซอร์พัลซิ่ง (PLD), การระเหยแบบเหนี่ยวนำร้อน ฯลฯ
·การสะสมสปัตเตอร์
ในสภาพแวดล้อมสุญญากาศมันเป็นเทคโนโลยีการเคลือบที่ใช้การปล่อยก๊าซเพื่อสร้างไอออน (AR) และใช้ไอออนฟลูออรีนที่มีประจุบวกเพื่อทิ้งระเบิดวัสดุเป้าหมายที่เป็นของแข็งที่มีประจุลบเพื่อทำให้อะตอมของวัสดุเป้าหมายถูกสปัตเตอร์ออกมาและวางลงบนพื้นผิวพื้นผิวเพื่อสร้างภาพยนตร์ การชุบสปัตเตอร์สูญญากาศแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ตามอุปกรณ์สปัตเตอร์ที่แตกต่างกัน: ไดโอด, triode หรือสี่เหลี่ยมจัตุรัสสปัตเตอร์, สายกระแสไฟฟ้าโดยตรงหรือความถี่คลื่นความถี่สปัตเตอร์แมกนีตรอนสปัตเตอร์, สปัตเตอร์แบบสปัตเตอร์ Non-Equilibrium Magnetron Puttering, การชุบแมกนีตรอนกระแสโดยตรงพัลซ
·การชุบไอออน
การชุบไอออนเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการเคลือบที่เติบโตเร็วที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลาย วัสดุฟิล์ม (วัสดุฟิล์ม) เปลี่ยนจากสถานะของแข็งเป็นสถานะก๊าซในลักษณะที่คล้ายกับการชุบการระเหยหรือการชุบสปัตเตอร์ แต่วัสดุฟิล์มก๊าซมีส่วนร่วมในการปล่อยแสงพร้อมกับก๊าซที่ทำงานในระหว่างการขนส่งที่ตามมา การชุบไอออนโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: การชุบไอออนพลาสมา, การสะสมไออาร์คและการชุบไอออนคาน คุณลักษณะทั่วไปที่สุดที่แยกความแตกต่างของการชุบไอออนจากการชุบการระเหยและการชุบสปัตเตอร์คือ: ①ในการชุบไอออนอะตอมของวัสดุก๊าซที่ได้รับจากกระบวนการแยกตัว, ②ในการชุบไอออน, พื้นผิวมักจะใช้อคติเชิงลบ หากเป็นไปตามเงื่อนไขทั้งสองนี้การเคลือบจะสามารถจำแนกได้ว่าเป็นการชุบไอออน
แอปพลิเคชันทั่วไป
ขอบเขตการใช้งานของการสะสมไอทางกายภาพ (PVD) กำลังเพิ่มขึ้น ภาพยนตร์มักจะแบ่งออกเป็นหมวดหมู่ต่าง ๆ :
Color PVD Coatings: เพิ่มความทนทานความสวยงามและคุณค่าของผลิตภัณฑ์
การเคลือบประสิทธิภาพสูง: ทนต่อความร้อน/ทนต่อความร้อน/ทนความดันทนความต้านทาน/ความต้านทานต่อสเกลน้ำ/การกัดกร่อน, ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ
คาร์บอนเหมือนเพชร: เพิ่มความทนทานสูงสุดลดแรงเสียดทานหรือปรับปรุงลักษณะที่ปรากฏ
PVD Chromium แทน: ทางเลือกที่สวยงามทนทานและปลอดภัยสำหรับโครเมียมแข็ง
การเคลือบทองแดง: ทองแดงสามารถใช้สำหรับลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์และคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย
