Milyen hordozóanyagokat tud kezelni a PVD bevonatoló gép a bevonat minőségének vagy a gép teljesítményének veszélyeztetése nélkül?

Fémek szubsztrátumként: A fémek a leggyakoribb és legkompatibilisebb hordozók PVD bevonatoló gép magas hővezető képességüknek, szerkezeti integritásuknak, valamint a gép belsejében a vákuum és plazmaviszonyoknak ellenálló képességük miatt. A rozsdamentes acél-, titán-, alumínium-, réz- és nikkelalapú ötvözetek széles körben használatosak ipari, dekorációs és szerszámipari alkalmazásokban, mivel magas hőmérsékleten megtartják méretstabilitásukat, és vákuumban nem távoznak el jelentős mértékben. Ezek a fémek kiváló tapadást biztosítanak számos bevonóanyaghoz, mint például a TiN, CrN vagy DLC. Az előkezelés, beleértve a zsírtalanítást, polírozást vagy plazmatisztítást, elengedhetetlen a szennyeződések eltávolításához, a felületi energia növeléséhez és az egyenletes bevonatvastagság biztosításához. A nagy illékonyságú vagy reakcióképes felületű fémek elkerülése megakadályozza a kamra szennyeződését és fenntartja a bevonat minőségét.

Fémötvözetek szubsztrátumként: A speciális fémötvözetek, beleértve a szerszámacélokat, kobalt-króm ötvözetek és szuperötvözetek, alkalmasak PVD-bevonatokhoz, ha magas olvadásponttal, hőstabilitással és alacsony gázkibocsátási tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezeket az ötvözeteket általában vágószerszámokban, repülőgép-alkatrészekben, orvosi implantátumokban és kopásálló felületeken használják. A megfelelő felület-előkészítés, például homokfúvás, kémiai maratás vagy ionos tisztítás, javítja a tapadást és egyenletes lerakódást biztosít, különösen összetett geometriák esetén. Az oxidációra vagy felületi szennyeződésre hajlamos ötvözetek esetében további bevonatelőkezelésekre lehet szükség a tapadási károsodás vagy a bevonat leválásának elkerülése érdekében. A bevonóanyaghoz képest kompatibilis hőtágulási jellemzőkkel rendelkező ötvözet kiválasztása csökkenti a feszültségképződést a lerakódási folyamat során, és biztosítja a bevonat és az aljzat hosszú távú tartósságát.

Kerámia mint szubsztrátum: A kerámiák, mint például az alumínium-oxid (Al2O3), a cirkónium-oxid (ZrO2), a szilícium-karbid (SiC) és a bór-karbid hatékony PVD-hordozóként szolgálhatnak magas hőmérsékletű vagy kopásálló alkalmazásokhoz. Ezek az anyagok kémiailag stabilak és megőrzik a méretintegritást nagy energiájú plazma alatt, de gyakran felületaktiválást vagy érdesítést igényelnek a bevonat adhéziójának fokozása érdekében. Plazmamaratást, ionbombázást vagy mikroérdesítést általában a kerámia felület és a felvitt réteg közötti mechanikai összekapcsolódás javítására alkalmaznak. A kerámiák ideálisak olyan alkalmazásokhoz, mint például vágószerszámok, kopásálló bevonatok és hőzáró rétegek. Törékeny természetük miatt azonban ügyelni kell a kezelés és a feldolgozás során a repedések elkerülésére, amelyek veszélyeztethetik a bevonat egyenletességét és teljesítményét.

Műszaki polimerek szubsztrátumként: Bizonyos nagy teljesítményű polimerek, köztük a poliimid (PI), a PEEK és a polikarbonát kompozitok bevonhatók PVD bevonógépben, ha a lerakódási hőmérsékletet gondosan szabályozzák a lágyulás vagy deformáció megelőzése érdekében. Ezek a polimerek lehetővé teszik funkcionális bevonatok hozzáadását dekorációs, védő- vagy záró alkalmazásokhoz. Az előkezelés kritikus a polimer szubsztrátumok esetében, gyakran plazmaaktiválást vagy kémiai felületmódosítást foglal magában a felületi energia és a tapadás növelése érdekében. A bevonópolimerek alacsonyabb energiájú leválasztási technikákat igényelnek, és a folyamatparamétereket, például a szubsztrát torzítását, a leválasztási sebességet és a vákuumszintet optimalizálni kell a termikus igénybevétel vagy a vetemedés elkerülése érdekében. A kis teljesítményű műanyagok vagy a nedvességgel terhelt polimerek általában nem kompatibilisek a nagy vákuum és hőmérséklet hatására bekövetkező gázkibocsátás vagy deformáció miatt.

Az aljzat előkészítésének fontossága: Aljzattípustól függetlenül a megfelelő előkészítés elengedhetetlen a jó minőségű bevonatok eléréséhez. Az aljzat felületeit meg kell tisztítani az olajok, zsírok, oxidok és porrészecskék eltávolítására, amelyek megzavarhatják a tapadást és bevonathibákat okozhatnak. Plazmatisztítást, ionos bombázást, ultrahangos tisztítást vagy kémiai maratást általában a szubsztrátum anyagától függően alkalmaznak. A bevonattól és az alkalmazástól függően néhány nanométertől mikrométerig terjedő felületi érdesség közvetlenül befolyásolja a mechanikai reteszelést és adhéziót. A megfelelő előkezelés megakadályozza a bevonat leválását, csökkenti a tűlyukakat vagy üregeket, és egyenletes lerakódást biztosít sík vagy összetett felületeken, ami kritikus a PVD-bevonatok funkcionális teljesítményének megőrzéséhez.

Termikus és mechanikai kompatibilitás: Az aljzatnak termikusan és mechanikailag kompatibilisnek kell lennie mind a PVD-eljárással, mind a bevonóanyaggal. Az aljzat és a bevonat közötti hőtágulási együtthatók különbségei feszültség felhalmozódáshoz, repedéshez vagy rétegválódáshoz vezethetnek a lerakás vagy a használat során. A fémek és kerámiák általában jól tolerálják a hőfeszültséget, míg a polimerek gondos hőmérséklet-szabályozást igényelnek. Az aljzatoknak mechanikailag is robusztusnak kell lenniük, hogy ellenálljanak a kezelésnek, az elforgatásnak vagy a lerakódás közbeni vibrációnak. A megfelelő hőtágulású, keménységű és felületi energiájú aljzat kiválasztása biztosítja a bevonat megfelelő tapadását, fenntartja a funkcionális teljesítményt, és nem okoz károsodást a PVD-gépben.