物理氣相沉積ppt課件(2)-閱讀頁
2025-05-18 22:11本頁面
【正文】 TiC等超硬鍍層涂覆刀具、模具等表面，摩 擦系數(shù)小，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有優(yōu)良的耐熱、耐 磨、抗氧化、耐沖擊等性能，既可以提高刀具、模 具等的工作特性，又可以提高使用壽命，一般可使 刀具壽命提高 3～ 10倍。 離子鍍膜 一、離子鍍的原理 離子鍍是在真空條件下，借助于一種惰性氣體的 輝光放電使氣體或被蒸發(fā)物質(zhì)部分離化，氣體或被 蒸發(fā)物質(zhì)離子經(jīng)電場加速后對帶負(fù)電荷的基體轟擊 的同時(shí)把蒸發(fā)物或其反應(yīng)物沉積在基體上。 二、離子鍍的特點(diǎn) （ 1） 離子鍍可在較低溫度下進(jìn)行 。 （ 2） 膜層的附著力強(qiáng)。 主要原因： 離子轟擊時(shí)基片產(chǎn)生濺射，使表面雜質(zhì)層清 除、吸附層解吸，使基片表面清潔，提高了膜層附 著力； 濺射使膜離子向基片注入和擴(kuò)散，膜晶格中結(jié) 合不牢的原子將被再濺射，只有結(jié)合牢固的粒子形 成膜； 轟擊離子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，對蒸鍍表面產(chǎn)生 了自動(dòng)加熱效應(yīng) ， 提高表層組織的結(jié)晶性能 ， 促進(jìn) 了化學(xué)反應(yīng) ， 而離子轟擊產(chǎn)生的晶體缺陷與自加熱 效應(yīng)的共同作用 ， 增強(qiáng)了擴(kuò)散作用； 飛散在空間的基片原子有一部分再返回基片表 面與蒸發(fā)材料原子混合和離子注入基片表面 ， 促進(jìn) 了混合界面層的形成 。 首先 ， 蒸發(fā)物質(zhì)由于在等離子區(qū)被電離為正離子 ， 這些正離子隨電場的電力線運(yùn)動(dòng)而終止在帶負(fù)電的 基片的所有表面 ， 因而在基片的正面 、 反面甚至基 片的內(nèi)孔 、 凹槽 、 狹縫等都能沉積上薄膜 。 （ 4） 沉積速度快 ， 鍍層質(zhì)量好 。 而 且鍍前對工件清洗 ， 處理較簡單 ， 成膜速度快 ， 可 達(dá) 1～ 50μm/min， 而濺射只有 ～ 1μm /min。 （ 5） 工件材料和鍍膜材料選擇性廣 。 三、離子鍍的類型 離子鍍設(shè)備要在真空、氣體放電的條件下完成鍍 膜和離子轟擊過程。 1． 空心陰極離子鍍（ HCD） HCD法是利用空心熱陰極放電產(chǎn)生等離子體。陽極是鍍料。蒸鍍時(shí)基片加上 負(fù)偏壓 即可從等離子體中吸引氬離子向基片轟擊，實(shí) 現(xiàn)離子鍍。 目 前廣泛用于鍍制高速鋼刀具 TiN超硬膜 。 這種方法稱為活性反離子鍍法 。 CVD的工藝溫度高達(dá) 1000℃ ，而 ARE法的 工藝溫度可在 500℃ 以下 。 幾乎所有過渡 族元素均能形成氮化物 、 碳化物 。 （ 4）鍍層生長速度快 成膜速度可達(dá) 。 3．多弧離子鍍 多弧放電蒸發(fā)源 是在 70年代由前蘇 聯(lián)發(fā)展起來的。近十幾 年來國內(nèi)引進(jìn)多臺(tái) 鍍制 TiN超硬膜 的設(shè)備，其中大多 數(shù)是多弧離子鍍裝 置。電弧的引燃是依靠引弧陽極與陰極的觸發(fā)，弧光放電僅僅在靶材 表面的一個(gè)或幾個(gè)密集的弧斑處進(jìn)行?；“叩碾娏髅芏葹? 105～ 107A/cm2，溫度高達(dá) 8000～ 40000K。 入射粒子能量高 ， 膜的致密度 高 ， 強(qiáng)度好 ， 膜基界面產(chǎn)生原子擴(kuò)散 ， 結(jié)合強(qiáng)度 高 ， 離化率高 ， 一般可達(dá) 60%～ 80%。 多弧離子鍍的應(yīng)用面廣，實(shí)用性強(qiáng)，特別在高速鋼 刀具和不銹鋼板表面上鍍覆 TiN膜層等方面得到了迅 速發(fā)展。它 通過將陶瓷沉積在部件表面，提高其高溫腐蝕能力。 制備熱障涂層 等離子噴涂形成等軸晶， EBPVD產(chǎn)生柱
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