پوشش PVD چیست؟
رسوب دهی فیزیکی بخار (PVD) اصطلاحی است که برای توصیف خانواده فرآیندهای پوشش خلاء به کار می رود. متداول ترین این فرایندهای پوشش PVD تبخیر است (به طور معمول با استفاده از منبع قوس کاتدی یا پرتو الکترونی) و اسپاتر کردن (با استفاده از منابع تقویت شده مغناطیسی یا “مگنترون” ، منابع کاتدی استوانه ای یا توخالی). تمام قطعات در محفظه خلاء تحت فشار پردازش می شوند (به طور معمول 10-2 تا 10-4 mbar ) و بطور کلی شامل بمباران بستر می شود که با یون های دارای بار مثبت در طول فرآیند پوشش داده شود تا تراکم بالایی از فیلم ایجاد شود. علاوه بر این ، گازهای واکنشی مانند نیتروژن ، استیلن یا اکسیژن ممکن است در طول رسوب فلز وارد محفظه خلاء شوند تا ترکیبات مختلفی با پوشش کامپوزیت ایجاد کنند. در نتیجه ، پیوند بسیار شدیدی بین پوشش و بستر و خصوصیات فیزیکی ، ساختاری و تریبولوژیکی فیلم است.

Interior View of PVD Vessel

مشخصات عمومی پوشش هایPVD

  • فیلم های سرامیکی فلزی با توجه به ترکیب فیلم ، میکرو سختی بالا (1500-8000 HV) ، معمولاً بیش از 80 HRC ، دارند.
  • پوشش ها بسته به ترکیب ، ضریب اصطکاک کم (0.35 – 0.35) را نشان می دهند.
  • این یک فرآیند افزودنی است،با ضخامت متوسط ​​فیلم 2-5 میکرومتر
  • دمای نسبتاً کم پردازش (320  -800 F° )
  • انجام شده در خلاء نسبتاً زیاد (10^2 – 10^4 mbar)
  • پیوند قوی به بستر ایجاد می شود.
  • مناسب برای طیف گسترده ای از بسترهای ابزار / عناصر مشترک: فولادهای آلیاژ ، فولادهای ابزار ، HSS ، HSCo ، فولاد ضد زنگ ، کاربید و موارد دیگر.
  • ایده آل برای قطعات با تلرانس نزدیک
  • به منظور حفظ سختی هسته ، هیچ عملیات تصفیه حرارتی پس از پوشش لازم نیست
  • عالی برای لبه های تیز: بدون ایجاد پوشش بیش از حد
  • پوشش به طور کلی رپلیکای سطح های موجود است.

 

در رسوب­ گذاری به­ روش تبخیر فیزیکی یا PVD، پوشش ­ها روی سطوح جامد از طریق چگالش عنصرها و ترکیب­ها از فاز گازی تولید می­ شوند. تبخیر در خلاء، عمومی ­ترین روش تهیه لایه ­های بسیار خالص و تحت شرایط نسبتا کنترل شده است. اصول این روش عموما بر اساس اثرهای کاملا فیزیکی پایه ­ریزی می ­شود، اما PVD ممکن است در بعضی موارد با واکنش­های شیمیایی نیز همراه باشد. بعضی از این واکنش­های شیمیایی عمدتا در فناوری انباشت لایه­ های خاص به­ کار می ­روند. رسوب ­گذاری به روش تبخیر فیزیکی شامل مراحل ذیل است:

الف) تبدیل ماده تبخیری به حالت گازی از طریق تبخیر یا تصعید و یا کندوپاش کاتدی

ب) انتقال اتم­ها (مولکول­ها) از چشمه تبخیر به زیرلایه، در فشار کاهش­ یافته

ج) رسوب این ذره­ ها روی زیرلایه

د) بازآرایی پیوند اتم­ها روی سطح زیرلایه.

در حالت کلی ­تر مکانیزیم ­های اصلی در فرآیند رسوب­ گذاری فیزیکی بخار، عبارتنداز جداکردن اتم از سطح به طریقی (اشعه، باریکه الکترونی، حرارت و غیره) و یا اینکه یونی به سطح برخورد کرده و سبب پرتاب اتم از ماده هدف می­ شود.

در نگاه کلی روش رسوب ­گذاری فیزیکی بخار شامل چندین روش متفاوت است که دارای مکانیزیم­ های نسبتا مشابهی هستند.