Вакуумное напыление осуществляется посредством конденсации паров наносимого материала. Процедура может выполняться при помощи различных методов в условиях вакуума.
Содержание:
- Установки вакуумного напыления – устройство
- Виды установок вакуумного напыления
- Установки вакуумного напыления – принцип работы
- Методы напыления в вакуумных установках
Процесс осуществляется с помощью установки вакуумного напыления. Он протекает в несколько стадий – продуцирование пара напыляемого материала, его поднос к детали, конденсация частиц и создание покрытия.
Установки вакуумного напыления – устройство
Установки вакуумного напыления – устройство
Вакуумные напылительные установки представляют собой сложное оборудование, состоящее из многочисленных узлов. В конструкцию входят:
- Рабочая камера. Герметично закрывается крышкой, что позволяет поддерживать внутри чистый вакуум. Внутри камеры осуществляется непосредственное напыление.
- Испарители с материалами для испарения. В процессе напыления могут использоваться металлы, металлические сплавы, различные химические вещества и прочие материалы. Их устанавливают в испарителе, который в дальнейшем нагревается до необходимых температур.
- Системы откачки. Для откачки воздуха и создания вакуума применяются вакуумные насосы, вакуумные датчики, клапаны, фланцы и прочие элементы.
- Щит электропитания и блокировки модулей оборудования.
- Панель управления. Оператор задает необходимые параметры напыления – скорость парового потока, температуру изделия и испарителя, толщину напыляемого покрытия и прочие. Эти параметры поддерживаются автоматически.
- Транспортировочный механизм. Служит для загрузки/выгрузки изделия, его передвижения во время обработки, надежной фиксации.
Технология вакуумного напыления дает возможность нанести плотное внешнее покрытие, повышающее и улучшающие рабочие характеристики изделия.
Виды установок вакуумного напыления
Установки для вакуумного напыления могут быть периодического и непрерывного действия. В оборудовании периодического действия при каждом новом цикле нарушается герметичность, необходимо снова создавать вакуум.
Виды установок вакуумного напыления
Непрерывные установки применяются в промышленном непрерывном производстве. Могут быть однокамерными и многокамерными. Однокамерные установки состоят из нескольких постов напыления, находящихся внутри одной камеры, соединены конвейерным транспортным устройством.
Многокамерные установки состоят из нескольких модулей напыления. Они находятся последовательно один за другим, в разных камерах.
Установка вакуумного напыления – принцип работы
Установка вакуумного напыления – принцип работы
Принцип работы оборудования заключается в испарении материала нанесения и переносе испаренных частиц на поверхность напыляемой детали, их конденсации и создании тонкого тугоплавкого покрытия. Во время обработки наблюдаются следующие этапы:
- Изделие устанавливается на держатель и загружается в печь. Выбирается оптимальное расстояние между деталью и испарителем. Крышка рабочей камеры плотно закрывается, включается вакуумный насос, с помощью которого давление внутри системы снижается. Для ускорения создания вакуума через оборудование протекает горячая вода.
- Оптимальное давление для напыления – 1,13 Па. Но диапазон давлений внутри оборудования в процессе проведения напыления может отличаться и составлять 1-100 Па. При достижении нужного уровня давления включаются нагреватели испарителя и детали.
- Процесс нагрева длится от нескольких долей секунд до нескольких секунд. Оптимальные значения температуры испарения отличаются для разных материалов (например, для алюминия она составляет 1150 градусов Цельсия). При достижении требуемой температуры заслонка перекрывается. Пары испаряемого материала нагреваются и направляются в сторону детали. Конденсируются и создают тугоплавкое покрытие на изделии.
- Все процессы внутри рабочей камеры происходят автоматически. По окончании напыления срабатывает сигнал. Оптимальная длительность процесса составляет 1-2 минуты. Чрезмерная интенсивность испарения не рекомендована, так как из-за этого может образовываться мелкозернистая неустойчивая пленка.
- Отключаются все работающие системы, подается холодная вода для охлаждения колпака. Когда приколпачные установки остынут, через натекаль внутрь оборудования будет подаваться воздух. Это необходимо для выравнивания давлений вне и внутри системы.
- В конце обработанное изделие вынимается из рабочей камеры. Можно начать новый цикл обработки.
Качество напылительного слоя зависит от расстояния между изделием и испарителем. Оно подбирается индивидуально с учетом скорости напыления. Расстояние может варьировать и находиться в пределах 2-50 см.
Методы напыления в вакуумных установках
Методы напыления в вакуумных установках
Процесс напыления в вакуумных установках может осуществляться при помощи различных методов:
- Ионное распыление. Выполняется при помощи ионных распылителей, которые бывают плазмоионными и автономными. В плазмоионных источниках при помощи разряда высокой частоты создается газоразрядная плазма, изделие бомбардируется ионами из этой плазмы.
- Магнетронное распыление. На твердую деталь напыляются ионы газа, которые образуются в плазме тлеющего разряда под действием магнитного поля.
- Ионное осаждение. На осаждаемую пленку оказывается влияние частицами ионного потока, благодаря чему меняются свойства покрытия.
Также могут применяться методы ионно-диффузного насыщения, ионной имплантации и прочие.