Priprema i primena filma titanijum-nitrida (TiN)

1. Metoda pripreme Titanium nitrid (TiN) filmova

Već šezdesetih godina, počelo je istraživanje TiN tankih filmova. Međutim, istraživački rad se pretvorio u malu ploču usled poteškoća u materijalima i uređajima. Posle toga, uz poboljšanje tehnologije pripreme tankih filmova, istraživanje tankih filmova TiN počelo je da se razvija i metode pripreme su raznovrsne. Trenutno je ostvaren veliki napredak.

Fizičko isparavanje (PVD)

Metoda isparavanja elektronskih zraka

U ovom trenutku, najčešće korišćeni metoda vakuumskog premaza je isparavanje elektronskog snopa . To je metoda koja koristi elektronski zrak da udari površinu isparenog materijala kako bi prenela energiju, a zatim talila i isparila materijal. Isparivanje elektronskog snopa ima karakteristike velike gustine energije, visoke termičke efikasnosti, gubitka toplote i gubitka zračenja toplote itd., Što može smanjiti reakciju između materijala kontejnera i materijala za pločice. Takođe, čistoća TiN premaza može se značajno poboljšati.

Metoda raspršivanja prskanja

Postoje dve glavne metode Magnetron sputteringa TiN filma: DC magnetron sputtering i RF magnetron sputtering (koristeći keramičke TiN mete). Nedavno su ponuđena neuravnotežena magnetronska raspršivanja i reaktivno sputanje. Među njima, metoda reaktivnog sprječavanja se najčešće koristi u pripremi TiN filmova zbog svojih jedinstvenih prednosti. Metoda magnetronskog raspršivanja TiN folija ima prednosti visoke brzine raspršivanja, podizanja niske temperature podloge, dobre sile vezivanja filma i supstrata, stabilne performanse uređaja, praktičnog rada i kontrole itd. U isto vrijeme ima i neke nedostaci. Na primer, stopa depozita je relativno mala, efikasnost je loša, što je nepovoljno za smanjenje troškova depozita. Prema tome, metoda magnetronskog sputanja primenjuje se samo na polja koja zahtevaju visokokvalitetne TiN premaze kao što su optika i mikroelektronika.

Arc Ion Plating

Od osamdesetih godina prošlog veka, TiN premaz za joniranje se razvio u visokotehnološku širom svijeta, a glavna primjena je priprema otpornog na habanje premaz na brzi čelični i karbidni alat i zlatno-imitativni dekorativni premazi od nerđajućeg čelika . Tehnologija jonske pločice napravila je veliki korak u devedesetim vekovima, nedavno je najčešće korišćena tehnologija jonske plastifikacije id arc ionovoda (poznata i kao multi-arc ion-plating), zamenila je sve druge vrste iranjanja i postao je jedini proizvodni proces industrije titana nitrida. Tokom postupka sagljunjavanja luka, faktori koji utiču na strukturu i performanse prevlake su struja struje, negativna podloga supstrata, temperatura podloge, parcijalni pritisak azota, pritisak šupljine i tako dalje.

2. Primena istraživanja TiN Coating

Mašinska industrija

TiN film može smanjiti adheziju materijala na rezu, poboljšati sječu, poboljšati kvalitet površine radnog predmeta i duplo povećati vijek trajanja i trajnost alata za sečenje. Dakle, TiN film se široko koristi u alatima za sečenje sa niskim brzinama, za sečenje velikim brzinama od čelika, alat za rezanje drveta i bušilice. Pored toga, TiN je takođe idealan zaštitni sloj za habajuće delove, a njena tendencija smanjenja prianjanja pomaže u proširenju primjene u mnogim sistemima habanja, kao što su zaptivke zapremine klipova motornih motora, različite vrste ležajeva i zupčanika itd. Pored toga, TiN Obloga se takođe široko koristi u alatima za kalupovanje, kao što su alati za oblikovanje limova u automobilskoj industriji.

Medicinska industrija  

TiN folija je netoksična premaza sa malom težinom, visokom čvrstinom i odličnom biokompatibilnošću. Zbog toga je veoma idealni medicinski metalni materijal i može se koristiti kao implantati i hirurški instrumenti implantovani u ljudsko telo. Pored toga, TiN filmovi mogu se koristiti kao ojačavajući film drugog filma koji ima dobru biokompatibilnost.

Aerospace

TiN film se može prevučiti na IF-MS2 kako bi se poboljšala otpornost na habanje MoS ₂ maziva. TIN film ima prednosti visoke tvrdoće, visoke tačke topljenja, visoke otpornosti na habanje, odlične hemijske stabilnosti itd., Tako da se može koristiti na IF-MS2 za poboljšanje performansi maziva aviona i svemirskih motora i drugih dijelova. Istovremeno, takođe može osigurati visoku temperaturu i performanse trenja vazduhoplovnih komponenti.

Primjena polja solarne energije

Proučavanje TiN folija za stabilan sloj sunčevog absorpcije u atmosferi visoke temperature započeo je 1984. godine, a nedavno se preporučuje nanošenje premaza (Ti, Al) N za slojeve za apsolutno solarne selektivne slojeve i solarne kontrolne prozore, što je uglavnom zbog otpornosti na visoke temperature (Ti, AI) N premaz. Za primenu premaza TiN i TiAlN u solarnoj energiji, i dalje je u suđenju i istraživanju.