Осаждение покрытий в вакууме

МЕТОД ИОННОГО ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИИ В ВАКУУМЕ [c.125]

Метод ионного осаждения покрытий в вакууме основан на термическом напылении защитного металлического покрытия на защищаемую деталь в газовом разряде [70]. При этом обрабатываемая металлическая деталь (подложка) является катодом, испаритель — анодом тлеющего разряда. Металл, используемый в качестве покрытия (подложка), напревают любым методом электрическим, электронно-лучевым и др. Пары [c.125]

Рассматриваемый вид пористости не удается существенно уменьшить изменением условий нанесения покрытий. В [61] приведена схема строения покрытий, полученных в процессе осаждения покрытий в вакууме. Эта схема (рис. 24) исчерпывает все возможные структурные состояния покрытий, которые удалось зарегистрировать. В зависимости от температуры, при которой производится осаждение, существует три [c.71]

Осаждение покрытий в вакууме 1 [c.779]

Осажденные в вакууме и полученные гальваническим методом покрытия являются чистым металлом и не имеют химической связи с поверхностью основного металла. Свойства такого покрытия будут те же самые, что у чистого алюминия. Присутствие лака после осаждения покрытий в вакууме будет увеличивать электросопротивление и ограничивать верхний предел температуры прн использовании. [c.404]

Методы нанесения покрытий в вакууме получили распространение в последние годы в связи с развитием вакуумной техники. По состоянию основы в процессе осаждения покрытия методы мол<но разделить на три разновидности [c.140]

КИБ Кобальт — хром — алюминий — иттрий То же Катодное распыление ионами аргона материала покрытия в вакууме 1,3-10 Па с последующим осаждением его на подложку Отличное сцепление с подложкой. Отсутствие пор в покрытии [c.493]

Нанесение высокопрочных износостойких покрытий в вакууме— один из наиболее перспективных методов упрочняющей поверхностной обработки. Особенно широко применяются высокопрочные покрытия на основе соединений переходных металлов. К сожалению, структура и свойства покрытий далеко не всегда соответствуют требованиям, предъявляемым к износостойким поверхностям (см. гл. 1). Твердость покрытий сама по себе не обеспечивает высокой износостойкости, особенно для покрытий толщиной 10" —10 нм, когда несущая способность поверхности определяется эффективной твердостью деформируемого при трении слоя. Механические свойства этого слоя определяются в значительной мере свойствами подложки. Совершенно очевидно, что покрытия должны иметь высокую пластичность, чтобы выдерживать деформацию поверхностных неровностей при трении, а получаемые методами физического вакуумного осаждения покрытия, как правило, отличаются высокой хрупкостью. [c.145]

Вторая причина заключается в том, что экономически выгодно и технически проще проводить осаждение покрытия в установках с относительно низким вакуумом (10 —10 Па). При этом в структуре покрытия содержится много примесных атомов. Регулировать состав покрытия, учитывая необходимость получения соотношения компонентов, близкого к стехио-метрическому, также технически сложно. [c.145]

Алюминиевая пленка, осажденная испарением в вакууме, благодаря высокой степени ее чистоты обладает большой коррозионной стойкостью, значительно превосходящей стойкость покрытий, полученных другими способами. Известно, например, что алюминий с чистотой 99,998% противостоит воздействию соляной кислоты, в то время как обычный чистый промышленный металл растворяется в ней с большой скоростью. [c.239]

Большое внимание в книге уделено хромированию — перспективному методу нанесения износостойких и антикоррозионных покрытий, а также непрерывным линиям осаждения покрытий, поскольку со временем рассматриваемый метод найдет широкое применение для осаждения покрытий на стальную полосу. Что касается осаждения металлов в вакууме на полимеры, то этот метод уже сравнительно давно применяется в промышленности. [c.3]

Методы нанесения покрытий в условиях разрежения (вакуума), в зависимости от особенностей, превращения материала покрытия в парообразное состояние с последующей конденсацией на защищаемой поверхности, часто называемой подложкой, можно разделить на три вида катодное распыление, термическое напыление и ионное осаждение. Хотя настоящая книга целиком посвящена вопросу применения термического напыления в вакууме для нанесения защитных покрытий, целесообразно кратко рассмотреть и другие методы получения покрытий в вакууме, сравнив их достоинства и недостатки. [c.5]

В последние годы получил развитие еще один метод нанесения покрытий в вакууме — ионное осаждение, представляющее собой термическое напыление в газовом разряде (ионизация и испарение материалов в вакууме). Материал покрытия испаряется при невысоком вакууме ( 10 Па) на подложку при этом подается достаточно высокий отрицательный потенциал относительно тигля с испаряемым металлом. Часть паров металла ионизируется в плазме газового разряда, и ионы осаждаются на заряженной подложке, образуя покрытие с высокой степенью однородности по толщине. Характерная особенность ионного осаждения — использование процесса бомбардировки поверхности подложки (катода) потоком ионов высокой энергии как перед осаждением покрытия для очистки поверхности, так и в процессе формирования покрытия. Ионизация осуществляется газовым разрядом (в среде Ar, Ne, Не), а термическое испарение материала покрытия резистивным, электронно-лучевым или электродуговым способами — в вакууме порядка 10 Па. [c.11]

Каждый из рассмотренных выше методов нанесения покрытий в вакууме имеет определенные достоинства и недостатки. Так, метод катодного распыления, отличаясь большой универсальностью, ограничен сравнительно низкой скоростью осаждения покрытий термическое напыление в вакууме характеризуется высокой производительностью, но имеет существенный недостаток низкий коэффициент использования испаряемого материала метод ионного осаждения, позволяющий получать покрытия с высокой степенью однородности по толщине и с хорошей адгезией к основе, ограничен трудностью стабилизации плазмы разряда, а также сложностью оборудования, связанной с необходимостью использования инертных газов. [c.15]

Попытка количественного сравнения различных методов нанесения покрытий в вакууме предпринята авторами работы [245], причем в каждом из методов учтены их разновидности. Так, метод термического напыления рассмотрен с точки зрения резистивного метода нагрева испаряемого материала, электронно-лучевого и взрывного с непрерывной догрузкой тигля порошком испаряемого материала. В методе катодного распыления рассмотрены обычное высокочастотное распыление и высокочастотное распыление при наличии отрицательного потенциала на подложке. Метод ионного осаждения представлен процессами с применением плазмы, получаемой в разряде постоянного напряжения и в высокочастотном поле, причем каждая из этих разновидностей рассмотрена с точки зрения резистивного и электронно-лучевого испарителя. Для возможности сравнения все рассматриваемые процессы нанесения покрытий были отнесены к вакуумной камере одного и того же размера — цилиндр диаметром 60 см. [c.16]

Осаждение алюминия в вакууме на сталь при температуре конденсации выше 460° С может быть использовано для получения диффузионных алюминиевых покрытий непосредственно в про- [c.55]

Метод нанесения покрытий в вакууме. В этом случае осаждение покрытия производится из паров высокочистого алюминия, полученных при прохождении тока большой силы через вольфрамовую нить. При этом алюминиевая проволока, которая наматывается на эту нить, испаряется. [c.402]

В настоящее время находит широкое применение метод осаждения металлов на неметаллы в вакууме. Этот процесс может произойти и в том случае, если поверхность, на кото )ую наносится покрытие, имеет более низкую температуру. Примером осаждения металлов в вакууме может служить процесс серебрения восковых матриц в производстве грампластинок и получения проводящего слоя на пластмассах. Толщина покрытий, получаемых этим способом, очень мала (0,25—2,5 мкм), аппаратура, применяемая при этом способе, и ее обслуживание очень дороги. [c.169]

Большой интерес представляет получение порошков карбидов, нитридов, силицидов, боридов и окислов тугоплавких металлов. Частицы из этих порошков применяются с различными покрытиями. В некоторых случаях подложкой для нанесения покрытий служит графит. В литературе имеется описание различных методов нанесения покрытий на графитовые порошки осаждением с помощью плазменного пучка, распылением в вакууме, химическим осаждением и др. [3, 4], однако этот вопрос остается еще мало изученным. [c.82]

Покрытия были получены с применением электронно-лучевой технологии. Материал покрытия испаряли в вакууме сфокусированным электронным лучом и осаждали на нагретую до 900— 1000" С поверхность образцов. Равномерность толщины покрытия обеспечивали вращением образцов над источником паров. Скорость осаждения составляла 2 мкм/мин. Толщина покрытий 30—80 мкм. [c.215]

Процессы вида Ф4 — способы осаждения покрытий пз активной обрабатывающей среды, в которой исходный материал покрытия находится в жидком, газообразном или ионизированном состоянии. Сюда могут быть отнесены способы получения покрытий окунанием заготовок в расплавы и самотвердеющие растворы, термическим испарением и конденсацией в вакууме и др. Схема 4.2 является струйным вариантом этих способов. [c.37]

Предотвращение обрастания микроорганизмами и биокоррозии в водных и органических растворах достигается обработкой поверхности изделий радиоактивным технецием Тс или его соединениями. Толщина покрытий от моноатомного до 0,127 мм. Способ нанесения электрохимический, катодный, распылением, осаждением из газовой фазы, металлизацией, осаждением в вакууме [Пат. 608249 (Швейцария)]. [c.90]

Тонкие магнитные пленки представляют собой твердотельные магнитные среды, в которых возможно управление зарождением, перемещением, фиксацией и аннигиляцией каждого домена. Они находят применение в логических и запоминающих системах, а также в различных магнитно-оптических устройствах. Для управления перемещением и фиксацией доменов необходимо, чтобы их магнитные поля выходили во внешнее пространство, а поэтому толщина пленки должна быть соизмерима с размерами доменов. Пленки такой малой толщины не могут применяться без немагнитных подложек, выполняемых из металлов, стекла, слюды, гранатов и других подходящих материалов. Пленки наносят на подложки напылением в вакууме, электрохимическим осаждением и эпитаксией. Покрытие подложек можно выполнять и из тонких пластинок, вырезанных из монокристаллов, которые прочно укрепляют на подложке и доводят полировкой до необходимой толщины. [c.481]

Немаловажное значение имеет актуальная проблема, поставленная XXIV съездом КПСС,— борьба с загрязнением среды. В этом аспекте осаждение покрытий в вакууме имеет серьезные преимущества перед широко распространенным гальваническим методом, поскольку последний требует строительства специальных очистных сооружений. Следует заметить, что предварительную подготовку поверхности, которая, как известно, имеет важное значение, при методе металлизации в вакууме часто выполняют с помощью тлеющего разряда, т. е. сухим способом. [c.3]

Химико-термические методы упрочнения поверхности для повышения износостойкости за счет увеличения поверхностной твердости (цементация, азотирование, цианирование, борирование и др. процессы) весьма эффективны для повышения сопротивления абразивному изнашиванию. Для улучшения противозадирных свойств создаются (посредством сульфиди-рования, сульфо-цианирования, селенирования, азотирования) тонкие поверхностные слои, обогащенные химическими соединениями, предотвращающими схватывание и задир при трении.. Большой эффект получается при использовании метода карбонитрации. Широко применяются электрохимические методы нанесения покрытий А1, РЬ, Sn, Ag, Au и др. При восстановлении деталей (в ремонте) используется электролитическое хромирование, никелирование, железнение и др. Значительная часть технологических задач, связанных с необходимостью повышения износостойкости, коррозионной стойкости, жаропрочности, восстановительного ремонта и др. решается при использовании методов металлизации напылением, включающих газоплазменную металлизацию, электродуговую, плазменную, высокочастотную индукционную металлизацию и детонационное напыление покрытий - наносятся металлы и сплавы, оксиды, карбиды, бориды, стекло, фосфор, органические материалы. Плазменное напыление используют для нанесения тугоплавких покрытий окиси алюминия, вольфрама, молибдена, ниобия, интерметаллидов, силицидов, карбидов, боридов и др. Детонационное напыление имеет преимущество в связи с незначительным нагревом покрываемой детали и распыляемых частиц. В последнее время активно развиваются методы нанесения износостойких покрытий в вакууме катодное распыление, термическое напыление, ионное осаждение. В зависимости от реакционной способности газовой среды методы напыления [c.199]

В настоящее время для повышения износостойкости и коррозионной стойкости получили применение пленочные покрытия (толщиной 2—10 мкм) из нитридов (TiN, Ti (N ), ZrN), карбидов (Ti ), оксидов (AI2O3 и др.), обладающих высокой твердостью. Существует много методов создания адгезионных пленочных покрытий. Нанесение покрытий осуществляется осаждением продуктов химических реакций между компонентами газовой среды (например, хлорида титана и метана) на поверхности детали (инструмента) при 1000—1200 °С (метод VD). Другие методы предполагают реактивное или конденсационное осаждение в вакууме при более низкой температуре 450—500 °С, Формирование покрытия в вакууме осуществляется в три стадии I) получение материала покрытия в парообразном состоянии 2) перенос материала покрытия от испарителя к детали 3) осаждение (конденсация) молекул (ионов) материала покрытия на поверхности детали. Чаще применяют следующие методы нанесения покрытия конденсацию из плазменной фазы в условиях ионной бомбардировки (КИБ) реактивное электронно-лучевое плазменное осаждение (РЭП) активированное реактивное напыление (ARE). Не- [c.347]

Металлические покрытия наносят электроосаждением, погружением в расплавленные металлы, металлизацией напьшением, химическим осаждением солей, диффузией и т. д. В последнее время все большее распространение получает нанесение покрытий в вакууме. В этом случае покрытия получают испарением металлов в вакууме с последующей конденсацией паров на защищаемой поверхности. Этим способом производят алюмини-рование, кадмирование и цинкование в вакууме стальных деталей. [c.496]

Изложены основные представления о закономерностях диффузионного взаимодействия материала покрытия с матрицей и матрицЫ с осаждаемым материалом. Рассмотрены ростовые дефекты в покрытиях, получаемых методами испарения - конденсации материала покрытия в вакууме, разложением и восстановлением летучих металлсодержащих соединений. Оценено влияние второго компонента при осаждении двух компонентов, описаны наиболее часто встречаюищеся типы дефектов и возможные механизмы их возникновения. [c.2]

Концентрация вакансий в покрытиях, ползд1енных осаждением материала покрытия в вакууме, может оказаться достаточно большой. Так, в медных покрытиях, полученных в условиях сильного пересыщения при большой скорости осаждения, концентрация вакансий достигает 1% [79]. Такая концентрация вакансий заметно влияет на параметр решетки меди он уменьшается на (1—2) 10 нм [21]. [c.66]

Вакуумное испарение. Метод не обязательно связан с использованием ионов, но исторически явился первым методом формирования покрытий в вакууме, и уместно упомянуть о нем хотя бы в сравнительном плане. Суть метода сводится к осаждению паров материала. Создание высокоэффективных электронных пушек, обеспечивающих высокие скорости испарения, значительно расширило возможности метода. Помимо электронных пушек используются нагреватели из тугоплавких металлов. Введение в вакуммную камеру небольших добавок химически активных газов позволяет формировать покрытия оксидов, нитридов, карбидов и т. д. Энергия осаждаемых частиц соответствует характерным значениям энергии тепловых колебаний атомов, а скорость осаждения покрытий достигает десятков и сотен микрометров в час. [c.74]

Состав недиффузионных покрытий необходимо выбирать таким образом, чтобы обеспечить совместимость материала покрытия и основы при температурах эксплуатации, а также высокую адгезию покрытия с основой. Эти покрытия наносят методами химического осаждения из газовой фазы, а также различными методами напыления (пламенного, плазменного, детонационного). В последние годы развиваются методы электронно-лучевого напыления покрытий в вакууме, а также напыление различных элементов и соединений с использованием электрических и магнитных полей (ионно-плазменное, в том числе магнетрон ное, катодное напыление, нанесение покрытий в тдёю-щем и высокочастотном разряде и т. д.). При достаточно высокой температуре процесса часть напыленного покрытия может превратиться в диффузионное. [c.432]

Покрытие железо—никель—хром получают осаждением вначале сплава железо-никель, а затем хрома и последующей термической обработкой покрытия в вакууме или атмосфере аргона при температуре 1000... 1100 °С в течение 2. . 3 ч. Сплав никель-железо осаждают в растворе, г/л сульфата железа 50. .. 100, сульфата никеля 150. .. 200, лимонной кислоты 10. .. 15, лаурилсульфата натрия 0,5. .. 1 при pH = 2,8. .. 3,1. На полученный осадок, содержащий 45 % никеля, наносят хром из универсального электролита при температуре 55. .. 60 Си плотности-катодного тока 25. .. 30 А/дм . [c.689]

Большое распространение получило осаждение металлов в вакууме на неметаллы, например серебрение восковых матриц в производстве граммпластинок. Этот пример показывает, что таким способом можно наносить покрытия на материалы, не выдерживающие нагревания. Более того — осаждение паров металлов возможно только в том случае, если поверхность, на которую наносится покрытие, имеет низкую температуру. [c.644]

Применение металлизации для нанесения достаточно толстых (свыше 2,5 мкм) покрытий в первую очередь потребовалось для защиты от коррозии деталей из высокопрочной стали. Органические покрытия для них непригодны, так как детали часто находятся при температуре выше 100° С. Гальванические кадмиевые покрытия, хотя и обеспечивают хорошую защиту от коррозии, также малопригодны для ответственных деталей самолетов, ракет и космических аппаратов, требующих 100%-ной надежности, так как высокопрочные стали в процессе травления в растворах кислот и щелочей, а также в процессе осаждения гальванического покрытия наводороживаются и становятся хрупкими. Процесс нанесения покрытий в вакууме полностью устраняет опасность водородной хрупкости. [c.132]

Обеспечение удовлетворительных условий процесса нанесения покрытий успешно достигается методами физического осаждения в вакууме. Наиболее отработаны для производственных процессов ионновакуумные технологии нанесения покрытий из плазмы электрического разряда с холодным катодом, основанные на методе конденсации ве-п(ества в вакууме с ионной бомбардировкой, [c.248]

Мы изучали поведение углеродных волокон на основе полиак-рилонитрила, покрытых медью и никелем. Покрытия наносили химическим методом, то есть осаждением из растворов солей, при температурах 20 и 80° С для меди и никеля соответственно. Для выбранных нами металлов исключена возможность образования химических соединений при температурах нанесения покрытия [5], а следовательно, и снижение прочностных характеристик углеродных волокон (что подтверждено экспериментально). Поэтому изучалось влияние на свойства металлизированного углеродного волокна температур, близких к технологическим и эксплуатационным. Для этого определяли прочность на разрыв волокон без покрытия после отжига в контакте с металлами. Отжиг проводили в вакууме с давлением 5 Ю мм рт. ст. в течение 24 ч. Предварительно было [c.129]

Композицию на основе меди, армированной волокнами вольфрама, получали методом намотки вольфрамовой проволоки на цилиндрическую оправку, последующего осаждения на поверхность волокна электролитической меди и диффузионной сварки под давлением пакета, набранного из нескольких слоев волокна с медным покрытием. Диффузионная сварка осуществлялась в вакууме при температуре 700° С, давлении 800 кгс/см и времени выдержки 60 мин [146, 172]. Полученый таким образом материал, содержащий 37 об.% вольфрамового волокна с диаметром 20 мкм, имел прочность 120 кгс/мм . При этом же содержании волокна, но диаметром 40 мкм, предел прочности композиционного материала был равен 135 кгс/мм . [c.144]

Покрытия Ag—TiOa используйтся в Электронной технике после осаждения они отжигаются 3 ч в вакууме и прессуются. По электропроводимости покрытие близко к золоту, но превосходит его по твердости и прочности при растяжении и сопротивлению ползучести. [c.206]

На ниобии трудно получить плотно прилегающие электролитические покрытия. Для нанесения железных покрытий разработай удовлетворительный способ, по которому железо вначале частично осаждают из сложной ванны, состав которой приводится ниже, а затем образцы с нанесенными покрытиями нагревают в течение 1 час при температуре около 820° в вакууме 1-10" мм рт. ст. Для получения более хороших результатов образец предварительно нагревают на воздухе в течение 2 час при 200°, чтобы предотвратеть образование пузырей. Слой электролитически осажденного железа толщиной 0,0025 мм после такой обработки образует диффузионно-срощенную поверхность, пригодную для последующего осаждения, плакировки, пайки или нанесения покрытия погружением. [c.458]

Физическое осаждение из паровой фазы с испарением электронным лучом (EBPVD). Метод физического осаждения из паровой фазы был разработан в 60-х годах как один из первых методов нанесения внешних оверлейных покрытий. Сам термин физическое осаждение из паровой фазы означает, что осаждение металлов путем переноса их паров в вакууме происходит без какого-либо химического взаршодействия [4]. В настоящее время обычной процедурой при нанесении покрытий на аэродинамические поверхности деталей турбин является электронно-лучевое испарение осаждаемого материала. Испарение заготовки подходящего состава осуществляется в вакууме с помощью сфокусированного электронного пучка. Обрабатываемые детали перемещаются в облаке паров металлов, конденсирующихся на предварительно подогретой поверхности подложки. Состав осажденного покрытия часто отличается от состава исходной заготовки вследствие различия в давлениях паров элементов, входящих в состав сплава соответ- [c.94]

Для определения размеров макромолекул силиконов и силиконовых каучуков братья Роховы исследовали поверхности излома силиконовых каучуков при помощи электронного микроскопа. С этой целью каучуки, охлажденные в жидком азоте до температур, при которых они становятся очень хрупкими, подвергались излому. Чтобы выявить неровности на поверхности излома, с большим успехом применяют оттиски поверхности, сделанные кремнеземом, который резко оттеняет все неровности. Для получения такого оттиска на свежую поверхность излома наносится покрытие, состоящие из 5%-ного раствора желатины. После высыхания желатиновое покрытие снимается и помещается в вакуум-испаритель, где на это покрытие специальным методом наносится слой кремнезема. Желатину с кремнезема смывают водой, после чего на кремнеземе остается позитивный оттиск поверхности излома каучука. Оттиск затем оттеняется испарением и осаждением на него урана, после чего подвергается фотографированию под электронным микроскопом с увеличением 20 ООО. Микрофотографию фотографическим способом увеличивают до размера, нужного для демонстрации деталей структуры поверхности. Рис. 35 и 36 представляют собой типичные фотографии, полученные этим способом. [c.651]

Эффективную противокоррозионную защиту оборудования обеспечивают покрытия, для получения которых могут быть использованы основные методы нанесения покрытий в вакуумег катодное распыление, термическое напыление и ионное осаждение. Из них наиболее перспективным вследствие высокой эффективности защитного действия является метод ионного осаждения в вакууме. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...