پوشش pvd و کاربرد های آن

پوشش PVD یک تکنیک پیچیده است که برای پوشش لایه‌ های نازک یک اتم (یا یک مولکول) در یک زمان بر روی سطوح مختلف، اغلب فلزی، به کار می‌رود تا پوششی بادوام و مستحکم به آن‌ها ارائه کند. برخلاف فرآینده ای شیمیایی، منبع پوشش فیزیکی است، مانند رسوب شیمیایی بخار (CVD).

فرآیند پوشش pvd

فرآیندهای PVD در شرایط خلاء انجام می شود و شامل چهار مرحله تبخیر، انتقال، واکنش و رسوب می شود.

• تبخیر

مواد مورد نظر با منابع پرانرژی مانند پرتوهای الکترونی یا پرتوهای یونی بمباران می‌شوند و اتم‌ها را از سطح هدف جدا می‌کنند و به طور موثر آنها را روی قطعه کار تبخیر می‌کنند.

جهت اطلاع از قیمت ورق گالوانیزه کلیک نمایید.

• انتقال

این مرحله شامل حرکت اتم های تبخیر شده از هدف به زیرلایه یا قطعه کاری است که قرار است پوشش داده شود.

• واکنش

در مواردی که هدف فلز باشد، پوشش‌های PVD می‌توانند از اکسیدهای فلزی، نیتریدها، کاربیدها و مواد مشابه تشکیل شوند. سپس اتم های فلز با گاز انتخاب شده در مرحله انتقال واکنش می دهند. گازهای مورد استفاده در این پوشش های پیشرفته می تواند شامل اکسیژن، نیتروژن و متان و غیره باشد.

• رسوب گذاری

این نقطه ای است که پوشش تشکیل شده و به زیرلایه می چسبد. حتی ممکن است کمی به زیرلایه نفوذ کند تا سطح چسبندگی پایدار ایجاد کند.

انواع مختلف پوشش pvd

• رسوب قوس کاتدی

یک قوس الکتریکی با قدرت بالا برای تبخیر مواد بسیار یونیزه شده به صورت انفجاری بر روی سطح محصول مورد نظر استفاده می شود.

• رسوب فیزیکی بخار پرتو الکترونی

این روش مواد را با استفاده از بمباران الکترونی در خلاء زیاد گرم می کند و بخار با فشار بالا تولید می کند.

جهت اطلاع از قیمت ورق استنلس استیل کلیک نمایید.

• تبخیر حرارتی مقاومتی

این ماده توسط مقاومت الکتریکی در یک محیط کم فشار گرم می شود و باعث تبخیر آن می شود.

• رسوب لیزر پالسی

یک لیزر پرقدرت برای ذوب مواد مورد نظر استفاده می شود و آن را برای رسوب به بخار تبدیل می کند.

• رسوب پاششی

در این روش، ترشح پلاسمایی درخشان (معمولاً در اطراف هدف) مواد را بمباران می کند و مقداری را به صورت بخار پراکنده می کند و سپس روی سطح رسوب می کند.

تاریخچه پوشش pvd

ارتباط عمیقی با کشف الکتریسیته، قدرت مغناطیسی و درک واکنش های شیمیایی گاز دارد. اولین پمپ خلاء پیستونی توسط Otto von Guericke در سال 1640 اختراع شد، عمدتاً برای پمپاژ آب از معادن. با این حال، اولین کسی که از پمپ خلاء برای ایجاد تخلیه درخشان (پلاسما) در “لوله خلاء” استفاده کرد، دانشمند انگلیسی مایکل فارادی در سال 1838 بود. او از الکترودهای برنجی استفاده کرد و خلاء را حفظ کرد.

برای اطلاعات بیشتر درباره الکترودها می توانید به مقاله همه دسته بندی الکترودها مراجعه نمایید.

فارادی در تلاش بود ثابت کند که تمام الکتریسیته همان الکتریسیته ای است که در دو قانون الکتروشیمی وجود دارد. این قوانین میزان الکتریسیته مصرف شده را به مقدار ماده تبدیل شده توسط یک واکنش شیمیایی مرتبط می کند. این اصول هنوز هم امروزه در الکتروشیمی برای فرآیندهایی مانند PVD برای ایجاد اجسام با پوشش فلزی استفاده می شود.

جهت اطلاع از پروفیل استیل طلایی کلیک نمایید.

در سال 1852، ویلیام رابرت گروو اولین کسی بود که آنچه را که به “پاشیدن” معروف شد، مطالعه کرد، اگرچه دیگران این اثر را با تماشای تخلیه جرقه مشاهده کردند. گروو از نقطه سیمی به عنوان منبع پوشش استفاده کرد و رسوبی را روی سطح نقره ای بسیار صیقلی که حدود 0.5 اینچ از نقطه سیم فاصله داشت، پاشید.

پروفسور A.W. رایت از دانشگاه ییل در سال 1858 مقاله ای در مجله علوم و هنر آمریکا در مورد استفاده از چیزی به نام “دستگاه رسوب دهی الکتریکی” که برای ساخت آینه استفاده می شود نوشت. این رسوب بیشتر شبیه تبخیر قوس بود تا کندوپاش. اداره ثبت اختراع ایالات متحده در هنگام به چالش کشیدن درخواست ثبت اختراع توماس ادیسون برای تجهیزات پوشش خلاء برای رسوب گذاری پوشش ها قبل از آبکاری الکتریکی، از رایت استناد کرد.

جهت اطلاع از قیمت پروفیل گالوانیزه کلیک نمایید.

ادیسون قبل از اینکه آبکاری کند، سیلندر گرامافون را اختراع کرده بود. ادیسون بازگشت و اظهار داشت که اختراع او یک قوس پیوسته است، در حالی که فرآیند رایت یک قوس پالسی است. به دلیل قدرت متقاعدسازی ادیسون، می توان گفت ادیسون اولین کسی بود که از کندوپاش به صورت تجاری استفاده کرد.

کاربرد پوشش pvd

طیف وسیعی از کاربردها برای PVD وجود دارد، به همین دلیل است که معمولاً در صنایع پیشرفته استفاده می شود. برخی از صنایع و کاربردهایی که در آن پوشش ‌های PVD شامل پوشش روی کامپوزیت ‌های هوافضا، تیتانیوم روی ایمپلنت ‌های پزشکی و ابزار جراحی، لایه نازک طلایی برای جایگزینی آبکاری الکترونیک، غیر فلزی، اکسید های مقاوم در برابر مواد شیمیایی برای قطعات نیمه‌رسانا و سرامیک سخت است.

نتیجه

امروزه پوشش pvd  به طور گسترده ای برای افزایش طول عمر محصولات مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این به عنوان یک جایگزین برتر و دوستدار محیط زیست برای فرآیند های سنتی عمل می کند، به ویژه برای پوشش اجزای خودرو مانند چرخ ها و پیستون ها، ابزار جراحی، مته ها و سلاح های گرم. در صنعت خودرو، روکش‌های PVD در مقایسه با روکش کروم که مواد سمی تولید می‌کند، گزینه سبزتری را ارائه می‌دهد و آن را به یک انتخاب اخلاقی برای محافظت از قطعات کامیون و خودرو تبدیل می‌کند. مطالعات نشان داده اند که پوشش های PVD می توانند طول عمر یک محصول را تا ده برابر و در برخی موارد بیش از 25 سال افزایش دهند.

جهت اطلاع از پروفیل صنعتی کلیک نمایید.