Primjene vakuumskog premaza
Dec 25, 2017| Uvod
Vakum je sredina u kojoj je pritisak gasa manji od ambijenta. Plazma je plinasto okruženje u kojem ima dovoljno jona i elektrona da bi se postigla znatna električna provodljivost. Vakuum premaz je depozicija filma ili prevlake u vakuumskom (ili niskom pritisku plazme) okruženju. Uopšteno govoreći, termin se primenjuje na procese koji odlagaju atome (ili molekule) jedan po jedan, kao što su fizički napori od taloženja pare (PVD) ili procesi depozicije hemijskog ispuštanja niskog pritiska (LP-CVD) ili CVD (PECVD) poboljšanog plazmom. U PVD procesima, deponovan materijal dolazi iz isparavanja čvrste ili tečne površine. U procesima CVD-a, materijal koji se deponuje dolazi od vrste preparata hemijske pare koja se razgradjuje redukcijom ili termičkim raspadom - uglavnom na vrućoj površini.
U nekim slučajevima materijal koji se deponuje reaguje sa gasovitim okruženjem ili sa različitim kodovima, kako bi se formirao film složenog materijala, kao što je oksid, nitrid, karbid ili karbonitrid. U obradi CVD-a, upotreba plazme za fragmentiranje prethodnika hemijske pare u fazi pare omogućava proces razlaganja ili redukcije na nižim temperaturama nego samo kod termičke aktivacije. PECVD se može izvoditi pri niskim pritiscima koji se koriste u PVD procesiranju (PECVD, LP-PECVD), pri čemu se prekursorska para uglavnom razgrajuju u plazmi. U nekim slučajevima proces hibridnog taloženja PVD i LP-PECVD se koristi za odlaganje legura, kompozita ili jedinjenja. Primjer su metalni karbonitridi gdje ugljenik dolazi od prethodnog hemijskog para kao što je acetilen; azot dolazi iz plina; i metal iz isparavanja, sputera ili lučne isparavanja čvrste ili tečne površine.
Dekorativni i dekorativni / habni premazi
Metalizacija u strogo dekorativne svrhe je veliko tržište. Primjene variraju od polimernih mreža za premazivanje - koji se zatim pretvaraju u dekorativne namene kao što su baloni i etikete - na metallizaciju trodimenzionalnih predmeta, kao što su sportski trofeji, cink lijevani i oblikovani polimerni ukrasi i kozmetički kontejneri. Često se ove prevlake sastoje od reflektujućeg aluminijumskog premaza koji se nanosi na glatki osnovni premaz, a zatim premazuje bojama sa lakiranim lakom, kako bi se premazom dala željena boja i tekstura, kao i otpornost na koroziju i habanje.
U nekim aplikacijama, pored dekorativnih aspekata prevlake, sloj je potreban da izdrži habanje. Na primer, titanijum-nitrid (TiN) je obojeni zlatom, a titanium karbonitrid (TiC x N y ) može se razlikovati u boji od zlata do ljubičaste do crne u zavisnosti od sastava. Cirkonijum-nitrid (ZrN) ima boje od mesinga i mnogo je više od habanja i grebanja od mesinga. Dekorativni premazi se koriste na vratima, instalacijama vodovoda, modnim predmetima, brodskom hardveru i drugim takvim aplikacijama.
Tvrdi i otporni premazi
Tvrdi premazi se često nazivaju metalurškim premazima i predstavljaju tribološki premaz. Čvrsta obloga se koristi za povećanje efikasnosti rezanja i vijek trajanja alata za rezanje i za održavanje dimenzionalnih tolerancija komponenti koje se koriste u aplikacijama gdje se može pojaviti habanje, kao što su kalupi za ubrizgavanje. Pored toga, premazi mogu delovati kao difuziona barijera u kojoj se visoke temperature stvaraju pokretima između površina ili zaštite od korozije u agresivnim okruženjima. Postoje razne vrste tvrdih materijala za premazivanje. Oni uključuju: jono vezane metalne okside (Al 2 O 3 , ZrO 2 i TiO 2 ), kovalentno vezane materijale (SiC, borni ugljenik [B4C], dijamant, dijamantski-ugljenik [DLC], TiC, AlN, legure mješovite karbida, nitrida i karbonitrida i kubni bor nitride), a neke legure metala (kobaltni hrom aluminijski itrium [CoCrAlY], NiAl, NiCrBSi). U nekim slučajevima premazi mogu biti slojeviti da kombinuju svojstva.
Tvrdi premazi su takođe korišćeni kako bi se smanjio habanje od zamora, kao što se nalazi u kugličnim ležajevima. Pokrivači koji su otporni na habanje takođe se mogu nanositi na površine u kojima postoji lagano ili periodično opterećenje. Na primer, tvrda obloga se nanosi na plastiku kako bi se poboljšala otpornost na ogrebotine. Primene su na oblikovanim plastičnim sočivima i plastičnim nadstrešnicama aviona. U nekim slučajevima nositi premaze, kao što su SiO 2 ili Al 2 O 3 , mogu se nanijeti na već čvrste površine, poput stakla, da bi se povećao otpornost na ogrebotine.
Zaštitna zaštita od korozije
Zaštita od agresivnog hemijskog okruženja može se postići na nekoliko načina. Površina može biti premazana inertnim materijalom ili materijalom koji stvara zaštitnu površinu nakon reakcije sa okolinom ili materijalom koji će biti žrtveno uklonjen kako bi se zaštitio materijal koji leži u osnovi. Tantal, platina i ugljenik su inertni u mnogim hemijskim sredinama. Na primjer, ugljeni premazi se koriste na metale koji se implantiraju u ljudsko tijelo kako bi se osigurala kompatibilnost. U aerospace industriji dijelovi su aluminijum presvučeni PVD procesom odlaganja jonskih para (IVD), kako bi se sprečila galvanska korozija različitih materijala u kontaktu.
Hrom, aluminijum, silicijum i MCrAlY (gde M su Ni, Co, Fe) legure će reagovati sa kiseonikom kako bi se formirao koherentni zaštitni sloj oksida na površini. Ako metalni joni (Fe, Cu) difuzuju brže od kiseonika kroz oksid, na površini će se formirati debeo oksid. Ako se kiseonik brže difuzuje kroz oksid nego metalni joni (Al, Si, Ti, Zr - "ventilni" metali), oksidacija će se pojaviti na interfejsu i tanki oksid će se formirati. Prevlake MCrAlY legure se koriste kao zaštitni premazi na avionskim turbinskim lopaticama. Kadmijum, aluminijum i Al: Zn legure se koriste kao galvanski žrtveni premazi na čeliku. Vakuum kadmijum ("vac cad") ima prednost nad elektrolizovanim kadmijumom u tome što ne postoji mogućnost vodoničnog rasta čelika visoke čvrstoće kada se koristi vakuumsko odlaganje.