Нанесение покрытий в вакууме

НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИИ В ВАКУУМЕ [c.140]

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]

Классификация и общая характеристика основных методов нанесения покрытий в вакууме [c.109]

Основными этапами нанесения покрытий в вакууме являются [c.110]

Существуют два метода нанесения покрытий в вакууме, различающиеся по механизму генерации потока осаждаемых частиц метод термического испарения и метод распыления материалов ионной бомбардировкой. Испарение или [c.110]

Предлагаемая книга посвящена нанесению покрытий в вакууме на различные материалы, т. е. покрытий, получаемых испарением металлов в вакууме с последующей конденсацией их паров на защищаемой поверхности. Материалом для книги явились результаты исследований, проведенных в лаборатории Одесского технологического института им. Ломоносова, а также в лабораториях СССР и за рубежом. [c.3]

Авторы считают своим долгом поблагодарить сотрудников кафедры физики Одесского технологического института им. Ломоносова, исследования которых внесли немалый вклад в развитие метода нанесения покрытий в вакууме и в зна-чи тельной степени способствовали созданию настоящей книги. [c.3]

К главным физическим и технологическим параметрам процесса нанесения покрытий в вакууме относятся температура под- [c.9]

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]

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ [c.17]

Особенности нанесения покрытий в вакууме на магниевые сплавы будут рассмотрены ниже. [c.64]

Нанесение покрытий в вакууме является перспективным методом защиты силуминов. Для получения надежной адгезии хромового покрытия к силумину нет необходимости в специальных методах подготовки поверхности, применяемых в гальванотехнике. Тем не менее, подготовке поверхности перед металлизацией следует уделить должное внимание. [c.107]

Таким образом, легирование хрома бором в процессе нанесения покрытия в вакууме позволяет увеличить микротвердость и износостойкость поверхности без существенного изменения режима нанесения. [c.131]

Процесс нанесения покрытий в вакууме не связан с проблемой очистки сточных вод и не приводит к загрязнению окружающей среды. [c.205]

Основные преимущества метода нанесения покрытий в вакууме — универсальность технологии и высокие скорости — проявляются особенно наглядно в непрерывных агрегатах металлизации полосовой стали, в которых движущаяся стальная полоса через систему шлюзов вводится в вакуумную камеру, где на нее наносится покрытие, а затем через вторую шлюзовую систему выводится в атмосферу. Создание непрерывно работающих агрегатов стало возможным только после решения многих научных проблем и технических задач, с которыми ранее не сталкивались исследователи и инженеры. К ним прежде всего относятся создание и поддержание высокого вакуума в больших объемах, разработка систем шлюзования стальной полосы, длительное испарение больших количеств металла в вакууме, а также проблемы нагрева и охлаждения движущейся стали. [c.207]

К недостаткам агрегатов для нанесения покрытий в вакууме по сравнению с агрегатами для получения электролитических и горячих покрытий относится сложность оборудования, включающего герметичные камеры, вакуумные насосы, электронно-лучевые устройства, шлюзы. Вакуумные установки дороже гальванических и горячих ванн и требуют квалифицированного обслуживания. [c.221]

Коэффициент использования металла-покрытия в вакуумных агрегатах ниже, чем в линиях электролитического и горячего нанесения, так как часть паров конденсируется не на стальной полосе, а на стенках вакуумной камеры. Кроме бесполезных потерь металла это приводит к необходимости периодической очистки камер, что снижает эффективность работы агрегата. Однако отмеченные недостатки не являются существенным ограничением для широкого внедрения метода нанесения покрытий в вакууме. Метод нанесения покрытий в вакууме удовлетворяет требованиям, предъявляемым к крупномасштабным металлургическим производствам, и можно не сомневаться, что в ближайшие годы он займет одно из ведущих мест в производстве полосовой стали с покрытиями. [c.221]

Нанесение покрытий в вакууме — универсальный перспективный метод поверхностной обработки полуфабрикатов и деталей. В книге изложены основы технологии нанесения алюминиевых, хромовых и других покрытий на сталь, чугун, алюминиевые и магниевые сплавы, а также на различного рода неметаллические материалы. Приведены результаты последних исследований в этой области. Рассмотрены особенности непрерывных линий нанесения покрытий на полосовую сталь, методы улучшения равномерности толщины покрытий, экономика вакуумной металлизации. Особое внимание уделено влиянию условий нанесения покрытий на их адгезию, антикоррозионные и механические свойства. [c.368]

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]

Электроннолучевое нанесение покрытий в вакууме (постоянный режим) [c.327]

Нанесение покрытий в вакууме осуществляется атомами или ионами материала покрьггия, которые при встрече с поверхностью детали или внедряются в нее (ионная имплантация) или осаждаются на ней и, конденсируясь, образуют тонкий слой покрытия толщиной от долей до нескольких микрометров. [c.366]

Термическое испарение осуществляется с помощью нагревателя сопротивления (например, вольфрамового). Наносимый материал соприкасается с поверхностью, нагретой до температуры выше, чем его температура плавления. Это в отдельных случаях может привести к разложению сложного соединения, которое наносится, тем более, что нанесение происходит в вакууме. Поэтому этот метод связан с большими трудностями при получении покрытий с высокой излучательной способностью, так как не гарантирует образования неметаллической пленки покрытия. [c.106]

Нанесение алюминиевых покрытий в вакууме может осуществляться на металлические и неметаллические детали сложной формы, оптимальная толщина покрытия — 0,025 мм. [c.84]

Для изучения трения материалов и покрытий, пригодных для изготовления деталей, работающих с трением при температурах до 700° С в вакууме (10 мм рт. ст.), были созданы лабораторные испытательные установки ВУ-2 и ВУ-4 для торцевого трения втулочных образцов между собою и пальчиковых по вращающемуся диску ВУ-5 для испытания цилиндрических и втулочных образцов на схватывание в вакууме 10 мм рт. ст. при неподвижном контакте и температурах до 800° С. Были также созданы установки ВУ-6 и ВУ-7 для нанесения металлических покрытий в вакууме методами термического напыления и электроискрового легирования рабочих поверхностей. [c.45]

Высокие антифрикционные свойства могут придаваться нанесением покрытий. В случае нанесения покрытия серебра с двусернистым молибденом на твердую шероховатую основу эффективность покрытия значительно возрастает. Это покрытие в сочетании с электроискровыми покрытиями тугоплавкими металлами и их соединениями рекомендуется для работы в вакууме. Для кратковременной работы при умеренных нагрузках и температурах 500—600° С могут быть рекомендованы термодиффузионные покрытия (азотирование, борирование, алитирование п др.) с последующим нанесением электролитических покрытий (рис. 2). Плазменные покрытия из твердого износостойкого никелевого сплава [c.47]

Высокое качество покрытий обеспечивается нанесением металлов в вакууме в результате их испарения (термовакуумный способ). Этот метод дает возможность получать равномер- [c.223]

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]

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]

Основным источником и причиной появления дефектов в кристаллах покрытий является среда. К сожалению, до настоящего времени коли чественный и качественный состав среды при нанесени покры1ий в подавляющем числе работ не сообщается. В лучшем случае при нанесении покрытий в вакууме указывается остаточное давление. Такое положение не случайно, а связано со сложностью контроля состава среды. Однако влияние примесной составляющей среды может быть учтено на основе данных, полученных в условиях сознательного внесения примесных компонентов в состав среды в дозированных количествах. [c.38]

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]

Нанесение покрытий в вакууме на полосовую сталь находится в настоящее время на стадии перехода от лабораторных и опытнопромышленных установок к созданию промышленных агрегатов. В табл. 35 приведены имеющиеся в литературе данные о работающих и строящихся опытно-промышленных и промышленных непрерывных агрегатах нанесения покрытий в вакууме на полосовую сталь. Первый промышленный агрегат алюминирования производительностью 200 000—240 ООО т/год работает в течение нескольких лет в США, другие агрегаты проектируются в СССР, ГДР, ФРГ и США. Несмотря на различия в ширине полосы, скорости движения, конструкции испарителей и других деталей, принцип построения всех непрерывных агрегатов одинаков. На рис. 105 показана схема, иллюстрирующая этот принцип, назначение и особенности работы отдельных узлов агрегата. [c.209]

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]

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 ...