ЗАЩИТНЫЕ И УПРОЧНЯЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ

ВАКУУМНОЕ НАПЫЛЕНИЕ ПОКРЫТИЙ

Вакуумные методы осаждения базируются на физико-химических про­цессах испарения и конденсации. Среди других методов нанесения покрытий их выделяет практически неограниченная возможность управления структурой и свойствами получаемых слоев. Паровая фаза не имеет ограничения во взаим­ной растворимости компонентов. Одновременное испарение нескольких метал­лов, сплавов или тугоплавких соединений, смешивание их паровых потоков и последующая конденсация позволяют получать различные сочетания металли­ческих и неметаллических материалов. Термическое испарение материалов осуществляется с помощью различных способов нагрева и соответствующих устройств - испарителей.

Покрытия получают напыление на подложку металлов, карбидов, нитритов и др. соединений, которые находятся в парообразном состоянии.

Принципиально существует 3 способа осаждения покрытий:

1) Вакуумное напыление;

2) Катодное распыление;

3) Ионное плакирование.

Покрытие получают путем испарения в вакууме металла и соединений, которые в последствии отлагаются на подложку. Температура подложки на­много ниже, чем температура пара. Энергия атомов не велика и недостаточна для хорошего сцепления с подложкой, поэтому напыляемую поверхность необ­ходимо подготовить. Подготовку поверхности можно производить двумя спо­собами:

1. Обстреливанием ионами инертного газа в тлеющем плазменном разря­де;

2. Нагревом изделия до нескольких сотен градусов.

В процессе подготовки происходит испарение загрязнения с поверхности. Затем на подготовленную поверхность проводят напыление.

Известно два принципиальных метода испарения наплавляемого мате­риала:

1. Традиционно термический. Используют либо контактный, либо, высокочас­тотный нагрев;

2. С использованием концентрированных потоков энергии (электронного или лазерного лучей);

Процесс вакуумного напыления проводится при 10-3 - 10-4 Па):

Пример. Процесс вакуумного напыления имеет достаточно высокую ско­рость.

Напыление алюминия: V = 0,4 - 40 мкм/с Напыление вольфрама: V = 0,05 - 5 мкм/с

Поскольку скорости осаждения высоки, то необходимо интенсивное ис­парение напыляемого материала. Например, алюминий напыляют при темпера­туре 14000С, а вольфрам напыляют при температуре 41000С.