Curs: Depunerea în vid. Instalatii de vid - aplicatii si tipuri de instalatii de vid

Principal scop functional instalația de vid este crearea și menținerea unui vid tehnic, care se realizează prin pomparea amestecului din sistem. Aplicație largă instalațiile de vid este situată în industria metalurgică, textilă, chimică, auto, alimentară și farmaceutică. Principalele părți ale instalației includ o pompă, un panou cu filtre, o unitate de control al camerei.

Navigare:

Utilizarea instalațiilor de vid

Instalațiile de vid pot fi folosite pentru cercetări de laborator. Inclus în microscoape, cromatografe, evaporatoare și sisteme de filtrare. În aceste scopuri, o unitate care nu va ocupa o suprafață mare poate fi potrivită. Performanța unor astfel de unități nu este pe primul loc. Cel mai adesea este o pompă de prevacuum sau turbomoleculară. Când lucrați cu gaze agresive, cea mai bună opțiune este o pompă cu diafragmă.

Sistemele de vid joacă un rol important în echipament de test. Ele asigură rata de urcare necesară pentru aeronave. Pentru ca procesul de decolare sau aterizare să se desfășoare cu succes, este necesar să se asigure o viteză rapidă de pompare.

Pompele uscate sunt folosite pentru semiconductori și pulverizare instalatii de vid, pentru depunerea materialelor. Perfect pentru crearea unui vid ultra-înalt. Acestea includ pompe turbomoleculare și criogenice.

LA industria metalurgică pompe utilizate în mod activ care au suficiente debitului. Acestea trebuie să fie rezistente la uzură, deoarece există praf și murdărie în sistem. Pompele cu gheare și șuruburi care efectuează pomparea în vid anterior vor face față perfect sarcinilor din sfera industrială. Pot fi utilizate pompe de difuzie.

Unitatea de vid 976A este de tip laborator. Este conceput pentru a determina saturația cu apă a betonului asfaltic în laborator. Volumul de lucru al camerei este de 2 litri. Unitatea de vid este capabilă să creeze un vid final de 1x10-2.

Elemente instalatii de vid

Instalațiile de vid creează și mențin un vid de lucru într-un anumit volum ermetic. De regulă, pentru aceasta sunt folosite elemente care au același scop în diferite tipuri de instalații. Acestea includ o unitate de control cu ​​un post de control, o unitate de vid, un dispozitiv de hotă, sisteme de răcire și un sistem de vid și o unitate de ridicare a soneriei. Sistemul de vid constă dintr-o pompă de orice tip, o unitate de vid, conducte, un vacuometru și o scurgere electromagnetică.

Sisteme de vid Busch

Sistemele de vid Busch sunt, în primul rând, pompe de vid de înaltă calitate. Compania produce instalații precum modelul cu palete rotative pompă de vid R5. Este de înaltă calitate și performanță. Presiunea limită a unității este de la 0,1 la 20 hPa. Viteza medie de pompare atinge 1800 m3/h. În al doilea rând, acestea sunt pompe cu lobi și compresoare. Unul dintre acestea este modelul Mink. Folosit pe scară largă în industrie. Mai ales acolo unde este necesar să se mențină un nivel constant de vid. Presiunea limită este de la 20 la 250 hPa. Viteza de pompare poate atinge 1150 m3/h.

Instalatii de vid Bulat

Un exemplu de instalații pentru aplicarea straturilor de strat subțire este modelul Bulat. Produce aplicarea filmului în mod vid-plasmă. Poate fi acoperit cu alte materiale conductoare electric. Acestea sunt molibden, zirconiu, nitrură și carbonitrură. Inițial, modelul a fost dezvoltat pentru acoperirea protezelor dentare metalice. Instalația include o stație de pompare, un instrument de vid frontal și echipamente electrice aferente.

Alți producători de sisteme de vid

Agilent Technologies este unul dintre cei mai mari producători de echipamente de vid. Compania a lansat producția de pompe de vid, detectoare de scurgeri, vacuometre, uleiuri de vid și alte componente ale sistemelor.

Air Dimensions Inc. este specializată în producția de masă de pompe cu diafragmă de înaltă calitate care prelevează gaze corozive, precum și compresoare cu diafragmă uscată.

Edwards produce tehnologie de vid de laborator și industrial. Printre acestea se numără pompe de vid, vacuometre și multe altele. echipament auxiliar. Este renumit pentru lansarea unei game largi de pompe de diferite tipuri.

Instalații de acoperire în vid

Cu ajutorul unei unități de depunere în vid (UVN), diferite părți sunt acoperite cu acoperiri care îndeplinesc funcții conductoare, izolante, rezistente la uzură, barieră și alte funcții. Această metodă este cea mai comună dintre celelalte procese microelectronice în care este utilizată metalizarea. Datorită unor astfel de instalații, este posibilă obținerea de acoperiri antireflex, filtrante și reflectorizante.

Ca materiale de acoperire pot fi folosite aluminiu, wolfram, titan, fier, nichel, crom etc. Dacă este necesar, la mediu se pot adăuga acetilenă, azot și oxigen. Activare reactie chimicaîn timpul încălzirii, ionizării și disocierii gazului. După procedura de acoperire, nu este necesară o prelucrare suplimentară.

Instalația UVN-71 P-3 este capabilă să testeze pulverizarea tehnologică. Este implicat în producția de masă a diferitelor circuite de film. Cu ajutorul acestuia, peliculele subțiri sunt produse în condiții de vid înalt. Metoda aplicată este evaporarea rezistivă a metalelor.

Unitatea de vid UV-24 produce teste de laborator beton asfaltic. Ajută la determinarea calității acestuia. Trăsătură distinctivă a acestei unități - prezența a două rezervoare evacuate, care sunt interconectate.

Pulverizare cu magnetron

În pulverizarea cu magnetron, o peliculă subțire este depusă prin pulverizarea catodică. Dispozitivele care utilizează această metodă se numesc pulverizare cu magnetron. Această unitate poate pulveriza multe metale și aliaje. Când este utilizat în diferite medii de lucru cu oxigen, azot, dioxid de carbon etc. se obţin filme cu compoziţii diferite.

pulverizarea ionică

Principiul de funcționare a instalației ionice în vid - bombardament solide ionii. Când substratul este plasat în vid, atomii îl lovesc și se formează o peliculă.

Alte metode de pulverizare

Depunerea în vid poate fi efectuată folosind echipamente discontinue și continue. Instalațiile de loturi sunt utilizate pentru un anumit număr de piese de prelucrat. În producția de masă sau în serie se folosesc instalații continue. Există tipuri de echipamente de pulverizare cu o singură cameră și cu mai multe camere. În instalațiile cu mai multe camere, modulele de depunere sunt dispuse în serie. În toate camerele se pulverizează un anumit material. Între module există camere de blocare și un dispozitiv transportor de transport. Ei efectuează separat operațiunile de creare a vidului, evaporarea materialului film, transport.

Unități de vid

Unitatea de pompare cu inel de vid tip VVN 12 extrage aer, gaze neagresive și alte amestecuri care nu sunt curățate de umiditate și praf. Gazul care intră în instalație nu necesită purificare.

Unitatea de bobină de vid AVZ 180 este universală, are o presiune reziduală de limitare bună, greutate redusă si este rapid si compact.

Caracteristicile tehnice ale unității de bobină de vid AVZ 180.

Unitatea de vid AVR 50 este capabilă să pompeze aer, gaze neagresive, vapori și amestecuri de vapori-gaz din spațiile de vid. Nu este destinat pentru pomparea compozițiilor de mai sus dintr-un recipient în altul. Este format din două pompe: NVD-200 și 2NVR-5DM.

Bună prieteni.

Așadar, povestea a început puțin mai devreme, când am primit o cameră cu vid. Drumul ei către noi nu a fost aproape și poate fi descris într-o poveste separată, dar aceasta, după cum se spune, este „o poveste complet diferită”. Pot doar să spun că și mai devreme a adus oamenilor unele beneficii într-unul dintre laboratoarele Universității din Göttingen.

Primul lucru cu care am început să folosim camera de vid a fost să încercăm metoda de depunere termică a metalelor pe substraturi. Metoda este simplă și veche ca lumea. Ținta metalului pulverizat, de exemplu, argintul, este plasată în creuzetul de molibden. Asezat in jurul lui element de încălzire. Am folosit sârmă din aliaj de tungsten-reniu, care a fost înfășurată în spirală.

Dispozitivul complet de pulverizare termică arată astfel:

Scule pentru pulverizarea termică a metalelor. A. Asamblate ( ecran de protectieși supapa îndepărtată). Denumiri: 1 – creuzet, 2 – element de încălzire, 3 – linie de abur, 4 – cablu de curent, 5 – termocuplu, 6 – cadru de probă.

După trecerea curentului (trece în camera de vid prin garniturile de presiune), spirala se încălzește, încălzește barca, în care și materialul țintă se încălzește și se evaporă. Un nor de vapori metalici se ridică de-a lungul conductei de abur și învăluie corpul, pe care este necesar să se depună o peliculă metalică.

Metoda în sine este simplă și bună, dar există și dezavantaje: consum mare de energie, este dificil de plasat suprafețe (corpuri) în norul de vapori pe care trebuie depus filmul. Nici aderența nu este cea mai bună. aplicat materiale diferite, inclusiv pentru metale, sticlă, plastic, etc. Practic - în scop de cercetare, deoarece am stăpânit doar echipamentele de vid.

Acum este timpul să vorbim despre sistemul de vid. Experimentele au fost efectuate într-o cameră de vid echipată cu un sistem de vid constând dintr-o pompă rotativă de pre-vacuum și turbomoleculară și care asigură o presiune reziduală de 9,5 10 -6 - 1,2 10 -5 mm Hg.
Dacă la prima vedere pare că nu este dificil, atunci de fapt nu este. În primul rând, camera în sine trebuie să aibă etanșeitatea necesară pentru a menține un vid ridicat. Acest lucru se realizează prin etanșarea tuturor flanșelor și deschiderilor funcționale. Flanșele superioare și inferioare au, în principiu, aceleași garnituri de cauciuc, precum și cele mai mici orificii destinate instalării ferestrelor, senzorilor, dispozitivelor, garniturilor de presiune și a altor capace de flanșă, doar cu un diametru mult mai mare. De exemplu, pentru etanșarea fiabilă a unei astfel de găuri

Necesită flanșă, garnitură și elemente de fixare, așa cum se arată în această fotografie.

Acest senzor măsoară vidul din cameră, semnalul de la acesta merge către dispozitiv, care arată nivelul de vid înalt.

Vacuum la nivelul necesar (de ex. 10-5 mm Hg) se realizează după cum urmează. În primul rând, un vid scăzut este pompat de o pompă de vid anterior la un nivel de 10-2. La atingerea acestui nivel, se pornește o pompă de vid înalt (turbomolecular), al cărei rotor se poate roti cu o viteză de 40.000 rpm. În același timp, pompa din față continuă să funcționeze - pompează presiunea din pompa turbomoleculară în sine. Acesta din urmă este o unitate destul de capricioasă și dispozitivul său „subțire” a jucat un anumit rol în această poveste. Folosim pompa turbomoleculara de vid Osaka japoneza.

Aerul pompat din cameră cu vapori de ulei este recomandat să fie evacuat în atmosferă, deoarece picăturile fine de ulei pot „stropi” întreaga cameră.

După ce ne-am ocupat de sistemul de vid și am elaborat depunerea termică, am decis să încercăm o altă metodă de depunere a filmului - magnetron. Am avut o experiență îndelungată de comunicare cu un laborator mare, care ne-a aplicat nanoacoperiri funcționale pentru unele dintre dezvoltările noastre folosind metoda de pulverizare cu magnetron. În plus, avem legături destul de strânse cu unele departamente ale MEPhI, Școala Superioară Tehnică din Moscova și alte universități, care ne-au ajutat și să stăpânim această tehnologie.

Dar, de-a lungul timpului, am vrut să folosim mai multe posibilități pe care le oferă camera de vid.

În curând am avut un mic magnetron, pe care am decis să-l adaptăm pentru depunerea filmului.

Este metoda în vid cu magnetron de depunere a filmelor subțiri de metal și ceramică care este considerată una dintre cele mai productive, economice și ușor de operat dintre toate. metode fizice pulverizare: evaporare termică, magnetron, ion, laser, fascicul de electroni. Magnetronul este instalat într-una dintre flanșe, ceea ce este convenabil pentru utilizare. Cu toate acestea, acest lucru nu este suficient pentru depunere, deoarece necesită o anumită alimentare cu tensiune, apă de răcire și gaze pentru a asigura aprinderea cu plasmă.

Excursie teoretică

Simplist, magnetronul este aranjat după cum urmează. Pe bază, care servește și ca circuit magnetic, sunt plasați magneți puternici, care formează un câmp magnetic puternic. Pe de altă parte, magneții se închid placa metalica, care servește ca sursă a materialului pulverizat și se numește țintă. Potențialul este aplicat magnetronului și pământul este aplicat pe corpul camerei cu vid. Diferența de potențial formată între magnetron și corpul camerei într-o atmosferă rarefiată și camp magnetic conduce la următoarele. Un atom al gazului argon care formează plasmă intră în acțiune linii de forță magnetice şi câmp electricși ionizate sub influența lor. Electronul ejectat este atras de corpul camerei. Un ion pozitiv este atras de ținta magnetronului și, după ce a accelerat sub acțiunea liniilor câmpului magnetic, lovește ținta, eliminând o particulă din aceasta. Zboară la un unghi opus unghiului la care ionul atomului de argon a lovit ținta. O particulă de metal zboară departe de țintă către un substrat situat vizavi, care poate fi făcut din orice material.

Prietenii noștri de la universitate au realizat o sursă de curent continuu cu o putere de aproximativ 500 W pentru acest magnetron.

De asemenea, am construit un sistem de alimentare cu gaz pentru gazul argon care formează plasmă.

Pentru a găzdui obiectele pe care vor fi pulverizate peliculele, am construit următorul dispozitiv. Capacul camerei conține găuri tehnologice in care se poate instala diverse dispozitive: presetupe cablu de alimentare electrica, presetupe cablu trafic, geamuri transparente, senzori etc. Într-una dintre aceste găuri, am instalat o etanșare de presiune a unui arbore rotativ. În afara camerei, am adus rotația acestui arbore de la un mic motor electric. Prin setarea vitezei de rotație a tamburului de ordinul a 2-5 herți, am obținut o bună uniformitate în aplicarea filmelor în jurul circumferinței tamburului.

De jos, adică. în interiorul camerei, am montat pe arbore un coș de metal ușor, de care pot fi atârnate obiecte. Într-un magazin de papetărie, un astfel de tambur standard este vândut ca un coș de gunoi și costă aproximativ 100 de ruble.

Acum aveam pe stoc aproape tot ce era necesar pentru depunerea filmului. Am folosit ca ținte următoarele metale: cupru, titan, oțel inoxidabil, aluminiu, aliaj cupru-crom.

Și au început să facă praf. Prin ferestrele transparente din cameră, se putea observa strălucirea plasmei pe suprafața țintei magnetronului. În acest fel, am controlat „cu ochi” momentul aprinderii plasmei și intensitatea depunerii.

Modul de control al grosimii pulverizării a venit cu unul destul de simplu. Aceeași bucată de folie cu suprafața măsurată a fost plasată pe tambur, iar masa acesteia a fost măsurată înainte și după ședința de pulverizare. Cunoscând densitatea metalului depus, grosimea învelișului depus a fost ușor de calculat. Grosimea acoperirii a fost controlată fie prin modificarea timpului de depunere, fie prin ajustarea tensiunii la sursa de alimentare cu magnetron. Această fotografie prezintă o balanță de precizie care vă permite să măsurați masa probelor cu o precizie de zece miimi de gram.

Am aplicat pe diverse materiale: lemn, metale, folie, materiale plastice, hârtie, folii de polietilenă, țesături, pe scurt, tot ce putea fi așezat în cameră și atașat de tambur. Practic, ne-am concentrat pe obținerea de efecte decorative – schimbarea culorii sau a percepției tactile a suprafeței. Pe aceste mostre de origine organică și anorganică se poate observa diferența de culoare înainte și după aplicarea diferitelor folii metalice.

Și mai clar diferența de culoare înainte și după pulverizare este vizibilă pe țesături și filme. Iată piesa potrivită din obișnuit folie de polietilenă- nu pulverizat, dar cel din stanga este acoperit cu un strat de cupru.

Un alt efect cu care poate fi folosit diverse nevoi este conductivitatea filmelor subțiri pe substraturi. Această fotografie arată rezistența unei bucăți de hârtie (în ohmi) cu un strat subțire de titan gros de puțin peste un micron.

Pentru dezvoltarea ulterioară, am ales mai multe direcții. Una dintre ele este îmbunătățirea eficienței depunerii filmului de către magnetroni. Vom „swing” la propria noastră dezvoltare și fabricarea unui magnetron mai puternic, cu o înălțime a unei camere și o putere de 2 ori mai mare decât cea prezentată în acest eseu. De asemenea, dorim să testăm tehnologia depunerii reactive, atunci când, împreună cu gazul care formează plasmă argonul, oxigenul sau azotul sunt introduse în cameră, iar în timpul depunerii peliculelor pe suprafața substratului se formează pelicule metalice nu pure. , dar oxizi sau nitruri, care au o gamă diferită de proprietăți decât cele pure.filme metalice.

Modificarea diferitelor structuri, părți și elemente funcționale este adesea efectuată prin schimbarea completă a structurii materialelor. Pentru aceasta, mijloace de deep termică, plasmă și prelucrare chimică. Dar există și un segment larg de metode pentru modificarea proprietăților operaționale datorită acoperirilor externe. Astfel de metode includ metalizarea în vid, datorită căreia este posibilă îmbunătățirea caracteristicilor decorative, conductoare, reflectorizante și de altă natură ale materialelor.

Informații generale despre tehnologie

Esența metodei constă în depunerea particulelor de metal pe suprafața de lucru. Procesul de formare a unei noi acoperiri are loc datorită evaporării metalelor donatoare în vid. Ciclul tehnologic presupune implementarea mai multor etape de modificare structurală a elementelor de bază și de acoperire țintă. În special, se disting procesele de evaporare, condensare, absorbție și cristalizare. Procedura cheie poate fi numită interacțiunea particulelor de metal cu suprafața într-un mediu gazos special. În această etapă, tehnologia de metalizare în vid asigură procesele de difuzie și atașare a particulelor de structura piesei de prelucrat. La ieșire, în funcție de modurile de pulverizare, de caracteristicile de acoperire și de tipul piesei de prelucrat, puteți obține o varietate de efecte. Mijloacele tehnice moderne permit nu numai îmbunătățirea individuală performanţă produse, dar și cu mare precizie pentru a diferenția proprietățile suprafeței în zone individuale.

Echipamente aplicate

Există trei grupuri principale de mașini utilizate pentru această tehnologie. Acest echipament este continuu, semi-continuu și acţiune periodică. În consecință, ele diferă în ceea ce privește organizare comună proces de prelucrare. Unitățile cu funcționare continuă sunt adesea folosite în producția de masă, unde este necesară metalizarea în vid în linie. Echipamentele de acest tip pot fi cu o singură cameră sau cu mai multe camere. În primul caz, unitățile sunt orientate către implementarea metalizării directe. Modelele cu mai multe camere prevăd, de asemenea, posibilitatea implementării unor proceduri suplimentare - pregătirea primară a produsului, control, tratament termic etc. Această abordare vă permite să optimizați procesul de producție. Mașinile pentru placare discontinuă și semi-continuă au în general o singură cameră principală. Tocmai din cauza neregularității producției sunt utilizate pentru o procedură specifică, iar operațiunile pregătitoare și același control al calității sunt efectuate într-o ordine separată - uneori în modul manual fără linii automate. Acum merită să luăm în considerare mai detaliat în ce noduri constau astfel de agregate.

Dispozitivul mașinilor de metalizare

Pe lângă camera principală, unde au loc procesele de pulverizare, echipamentul include multe sisteme auxiliare și componente funcționale. În primul rând, merită evidențiate direct sursele materialului pulverizat, ale căror comunicații sunt asociate cu complexul de distribuție a gazelor. Pentru ca instalația de metalizare în vid să poată asigura necesarul sarcina specifica parametrii de prelucrare care alimentează canalele de pulverizare cu regulatoare permit, în special, ajustarea nivelul temperaturii, viteza și volumele direcției curgerii. În special, această infrastructură este formată din scurgeri, pompe, supape, elemente de flanșă și alte fitinguri.

LA instalatii moderne pentru aceeași reglare a parametrilor de funcționare se folosesc senzori conectați la unitatea cu microprocesor. Luând în considerare cerințele date și fixând valorile actuale actuale, echipamentul poate corecta modurile de procesare fără participarea operatorului. De asemenea, pentru a facilita procesele de operare, echipamentul este completat cu sisteme de curatare si calibrare in camera. Datorită unui astfel de echipament, repararea placajului cu vid a mașinii este simplificată, deoarece curățarea constantă și la timp minimizează riscurile de supraîncărcare a motoarelor cu aer, manipulatoarelor și circuitelor de comunicație. Acestea din urmă sunt considerate complet ca o parte consumabilă, a cărei înlocuire în unități continue se efectuează ca parte a unei proceduri de întreținere regulată.

Materiale tinta pentru metalizare

In primul rand se supun procedeului semifabricatele metalice, care pot fi realizate, printre altele, din aliaje speciale. Este necesară o acoperire suplimentară pentru a oferi un strat anticoroziv, pentru a îmbunătăți calitatea cablajului electric sau pentru a schimba proprietăți decorative. LA anul trecut metalizarea în vid este din ce în ce mai utilizată în legătură cu produsele polimerice. Acest proces are specificul său, datorită caracteristicilor structurii obiectelor de acest fel. Mai rar, tehnologia este utilizată pentru produse care au duritate scăzută. Acest lucru se aplică lemnului și unor materiale sintetice.

Caracteristicile metalizării materialelor plastice

Pulverizare de suprafață piese din material plastic de asemenea, capabil să-și schimbe electrice, fizice și Proprietăți chimice. Adesea, metalizarea este folosită și ca mijloc de îmbunătățire a calităților optice ale unor astfel de semifabricate. Principala problemă în efectuarea unor astfel de operații este procesul de evaporare termică intensă, care pune inevitabil presiune asupra fluxurilor de particule care pulverizează suprafața elementului. Prin urmare, sunt necesare moduri speciale de reglare a difuziei materialului de bază și a masei consumate.

Metalizarea în vid a materialelor plastice, care se caracterizează printr-o structură rigidă, are propriile sale specificități. În acest caz, prezența lacurilor de protecție și amorsare va conta. Pentru a menține un nivel suficient de aderență pentru a depăși barierele acestor filme, poate fi necesară creșterea energiei acțiunii termice. Dar și aici există o problemă cu riscurile de distrugere a structurii plastice sub influența fluxurilor de căldură. Ca urmare, pentru a ameliora stresul excesiv din mediul de lucru, se introduc componente modificatoare precum plastifianti si solventi, care fac posibila mentinerea formei piesei de prelucrat intr-o stare optima, indiferent de regimul de temperatura.

Caracteristici de prelucrare a materialelor de film

Tehnologii de fabricație materiale de ambalare prevede utilizarea metalizării pentru foliile PET. Acest proces asigură aluminizarea suprafeței, datorită căreia piesa de prelucrat este înzestrată cu o rezistență mai mare și rezistență la coroziune. influente externe. În funcție de parametrii de prelucrare și de cerințele finale pentru acoperire, pot fi aplicate diferite metode de îndepărtare a căldurii. Deoarece filmul este sensibil la temperatură, se introduce o procedură suplimentară de depunere. Ca și în cazul materialelor plastice, vă permite să reglați echilibrul termic, menținând un mediu optim pentru piesa de prelucrat. Grosimea filmelor care sunt prelucrate prin metoda metalizării ruloului în vid poate fi de la 3 la 50 de microni. Sunt introduse treptat tehnologii care asigură astfel de acoperiri pe suprafețele materialelor cu o grosime de 0,9 microni, dar în cea mai mare parte aceasta este încă doar o practică experimentală.

Metalizarea reflectoarelor

Aceasta este, de asemenea, o direcție separată de utilizare a metalizării. Obiectul țintă în acest caz sunt farurile mașinii. Designul lor prevede prezența reflectoarelor, care în cele din urmă își pierd performanța - se estompează, ruginesc și, ca urmare, devin inutilizabile. În plus, chiar și un nou far poate fi deteriorat accidental, ceea ce va necesita repararea și restaurarea acestuia. Tocmai pe această sarcină se concentrează metalizarea în vid a reflectoarelor, oferind o acoperire rezistentă la uzură pe suprafata oglinzii. Umplerea structurii exterioare cu particule metalizate, pe de o parte, elimină defectele minore, iar pe de altă parte, acționează ca un strat protector, prevenind posibile daune în viitor.

Organizarea procesului la domiciliu

Fără echipamente speciale, se poate aplica tehnologia de acoperire chimică a suprafeței, dar pentru prelucrarea în vid, în orice caz, va fi necesară o cameră adecvată. În prima etapă, piesa în sine este pregătită - trebuie curățată, degresată și, dacă este necesar, șlefuită. Apoi, obiectul este plasat într-o cameră de metalizare în vid. Cu propriile mâini, puteți realiza și echipamente speciale pe șine din elemente de profil. Aceasta va fi o modalitate convenabilă de a încărca și descărca material dacă intenționați să-l procesați în mod regulat. Ca sursă de particule de metalizare, sunt folosite așa-numitele semifabricate - din aluminiu, alamă, cupru etc. După aceea, camera este reglată pe modul optim prelucrarea și începe procesul de pulverizare. Produsul finit imediat după metalizare poate fi acoperit manual cu auxiliar acoperiri de protectie lacuri pe bază.

Feedback pozitiv despre tehnologie

Metoda are multe calități pozitive marcate de utilizatori produse terminateîn zone diferite. În special, sunt indicate proprietățile de protecție ridicate ale acoperirii, care împiedică procesele de coroziune și distrugerea mecanică a bazei. Consumatorii obișnuiți de produse care au fost supuse metalizării în vid pentru a-și îmbunătăți sau modifica calitățile decorative răspund de asemenea pozitiv. Subliniază și experții siguranța mediului tehnologie.

Feedback negativ

Prin contra aceasta metoda procesarea produselor include complexitatea organizare tehnică proces şi cerințe ridicate la activități pregătitoare spatii libere. Și asta ca să nu mai vorbim de utilizarea echipamentelor de înaltă tehnologie. Numai cu ajutorul acestuia puteți obține o pulverizare de înaltă calitate. Costul este, de asemenea, pe lista dezavantajelor placării în vid. Prețul procesării unui element poate fi de 5-10 mii de ruble. în funcție de zona zonei țintă și de grosimea stratului de acoperire. Un alt lucru este că metalizarea în serie reduce costul unui produs individual.

In cele din urma

Modificarea proprietăților tehnice, fizice și decorative ale anumitor materiale extinde posibilitățile de aplicare ulterioară a acestora. Dezvoltarea metodei de metalizare în vid a condus la apariția unor zone speciale de prelucrare cu accent pe performanțe specifice. Tehnologii lucrează și la simplificarea procesului de depunere în sine, care se manifestă deja astăzi sub forma unei reduceri a dimensiunilor echipamentelor și a unei reduceri a procedurilor de post-procesare. În ceea ce privește aplicarea tehnicii acasă, aceasta este cea mai problematică metodă de acoperire, deoarece necesită ca interpretul să aibă abilități speciale, ca să nu mai vorbim mijloace tehnice. Pe de altă parte, mai mult metodele disponibile acoperirile nu permit obținerea de acoperiri de aceeași calitate - fie că este vorba de un strat protector sau de stil decorativ.

Tratarea suprafeței prin depunere în vid cu metale face posibilă îmbunătățirea caracteristici pozitive produse de la diverse materiale. Părți metalice sunt protejate de coroziune, conduc mai bine electricitatea, devin mai plăcute din punct de vedere estetic. Metalizarea produselor din plastic vă permite să obțineți piese frumoase și de înaltă calitate din materiale mai ușoare și mai ieftine. Acest lucru este valabil mai ales pentru industria auto, deoarece metalizarea componentelor din plastic poate reduce semnificativ greutatea mașinilor. Un metalizat blană conferă hainei de blană exclusivitate, originalitate și este noua tendință a sezonului.

În compania „Alfa-K” puteți comanda pulverizare metal în vid pentru produse din diverse materiale, inclusiv blană.

Metode

Esența tehnologiei constă în faptul că, în condiții de vid, cele mai mici particule de metal sunt transferate pe suprafața de lucru a piesei de prelucrat folosind echipamente speciale. În timpul formării acoperirilor, metalul original se evaporă, se condensează, absoarbe și cristalizează într-un mediu gazos, creând o acoperire stabilă. În funcție de tipul piesei de prelucrat, de proprietățile filmului metalic și de modul de depunere selectat, se obține o mare varietate de efecte. Aproape orice metal poate fi pulverizat: aluminiu, nichel, crom, cupru, bronz, aur, titan etc. Ținând cont de proprietățile și caracteristicile specifice, fiecare metal necesită diverse moduriși tehnică. De exemplu, datorită rezistenței scăzute la uzură, o tehnologie specială necesită depunerea în vid a aluminiului. De aceea, în compania noastră lucrează doar specialiști cu înaltă calificare și experiență. Metalizarea se realizează în diferite moduri.

Plasma de vid

În astfel de sisteme, sub o anumită presiune a gazului, o acoperire metalizată este creată prin încălzirea puternică a unei surse de metal, în urma căreia aceasta se evaporă, iar particulele se depun pe piesa de prelucrat. Camera poate fi din metal, sticla, neaparat cu sistem de racire cu apa. Pentru a încălzi elementul pulverizat, se folosesc următoarele evaporatoare:

• evaporator cu încălzire directă din sârmă sau bandă de tungsten sau molibden;
• electron-radial, creând încălzire cu ajutorul bombardamentului electric.

În conformitate cu metalul sau aliajul sursă care trebuie pulverizat pe piesă, temperatura de încălzire în schimbătorul de căldură este setată, poate ajunge la 20 mii ° C. Dacă metalul de pulverizat nu este foarte aderenta buna cu materialul piesei de prelucrat, se aplică mai întâi un strat primar de metal cu proprietăți adezive mai mari.

Ion-vacuum

Principalul avantaj al acestei metode este absența necesității de a încălzi foarte puternic evaporatorul. Metalul este pulverizat sub influența bombardamentului cu ioni de gaz încărcați negativ. Crearea unui astfel de mediu este posibilă datorită descărcărilor speciale din interiorul camerei de lucru. Pentru a face acest lucru, echipamentul folosește un sistem magnetic cu răcire. O descărcare strălucitoare pentru pulverizarea elementului pulverizat este creată între 2 electrozi prin aplicarea unei tensiuni înalte de până la 4 kV. În camera de lucru, se creează un mediu gazos cu o presiune de până la 0,6 Pascal. După un principiu similar, pulverizarea ion-plasmă în vid se realizează și pe echipamente specializate.

Suprafețe potrivite pentru pulverizare

Orice articole care pot rezista la căldură până la 80 ° C și la expunerea la lacuri specializate. Avantajul tehnologiei este că pentru a da produselor efectul de acoperiri de cupru, cromare în oglindă, aurire, nichelare, nu este necesară lustruirea în prealabil a suprafețelor. Mai des, piese din plastic, sticlă, aliaje metalice, diverse polimere și produse ceramice. Mai rar, dar totuși, tehnologia este folosită pentru materiale mai moi, cum ar fi lemnul, textilele și blana.

Datorită compatibilității bune a bazei și a acoperirilor, prelucrarea semifabricatelor metalice și a produselor din aliaje metalice nu necesită utilizarea de consumabile suplimentare. În timp ce polimerii trebuie mai întâi amorsați cu compuși de protecție și adezivi. Pentru a preveni deformarea semifabricatelor polimerice și pentru a reduce stresul în mediul de lucru în timpul metalizării în vid, sunt utilizate componente speciale de modificare și moduri de difuzie a materialului.

Etapele metalizării

Procesul tehnologic de depunere în vid a metalului pe diverse produse include mai multe etape succesive:

• Pregătirea de detaliu. Este important ca piesa de prelucrat să aibă maximum formă simplă, fără locuri greu accesibile pentru ca condensul să se depună.
• Aplicarea protecției. Pe baze polimerice care conțin materiale de umplutură cu greutate moleculară mică, este necesară aplicarea unui strat antidifuzie.
• Uscare. Timp de 3 ore, piesele se usucă la 80 de grade Celsius, ceea ce vă permite să îndepărtați umiditatea absorbită.
• Degresarea. Într-o cameră cu vid, piesa de prelucrat este degresată folosind o descărcare strălucitoare. Acest lucru este deosebit de bun pentru structura polimerilor.
• procesare de activare. Metoda de prelucrare este selectată în funcție de materialul produsului, este necesară creșterea aderenței suprafeței înainte de metalizare.
• Pulverizarea metalelor. Prin condensare se creează un strat metalizat pe piesa de prelucrat.
• Controlul calității acoperirii. Părțile decorative sunt inspectate pentru uniformitatea pulverizării și rezistența acesteia. Produsele tehnice sunt testate suplimentar cu bandă adezivă, vibrații ultrasonice, frecare etc.

Instalațiile de metalizare sunt echipamente destul de complexe și costisitoare care consumă multă energie electrică. Pentru a crea un ciclu tehnologic complex, este necesară o cameră destul de spațioasă, deoarece ar trebui amplasate mai multe dispozitive multifuncționale. Principalele componente ale sistemului de vid:

• Unitate de alimentare și control împreună cu o sursă de metale condensate.
• Sistem de distribuție a gazelor care creează un spațiu de vid și reglează fluxurile de gaze.
• Cameră de lucru pentru metalizare în vid.
• Bloc de control termic, control al grosimii și vitezei de depunere, proprietățile acoperirilor.
• Unitatea de transport este responsabilă pentru schimbarea poziției pieselor de prelucrat, alimentarea și scoaterea lor din cameră.
• Dispozitive de blocare a nodurilor, filtre de gaz, amortizoare și alte echipamente auxiliare.

Echipamentele de vid cu magnetron și ion-plasmă pot fi de diferite dimensiuni, de la cele mici, cu camere de câțiva litri până la cele foarte mari, cu volume camere de câțiva metri cubi.

Alfa-K are suficientă capacitate de producție și echipamente adecvate pentru a oferi diferite metode de depunere în vid. Putem comanda acoperiri ion-plasma a produselor din orice materiale cu metale precum titan, cupru, aluminiu, alama, crom, diverse aliaje etc. Garantam calitate superioară munca si preturi rezonabile.

Navigare:

Există perioade ulterioare de depunere în vid:

• Crearea de gaze (vapori) din elementele care formează învelișul;
• Transportul vaporilor pe substrat;
• Condensarea vaporilor în substrat și dezvoltarea depunerilor;
• Grupul de metode de depunere în vid include următoarele procese tehnologice, și pe lângă tipuri reactive ale acestor acțiuni.

Metode de pulverizare termică:

• Evaporare printr-un fascicul electric;
• Evaporare cu un fascicul laser.

Evaporarea arcului de vid:

• Materia primă este volatilizată în punctul catodic al arcului galvanic;
• Epitaxia fasciculului molar.

împrăștierea ionilor:

• Materia prima initiala este pulverizata prin bombardare cu flux heteropolar si actioneaza asupra substratului.

Pulverizare cu magnetron:

• Pulverizarea cu asistență heteropolară;
• Implantarea ionică;
• Fascicul de ioni focalizat.

Acoperire cu vid

Aplicație

Acoperirea în vid este utilizată pentru a forma elemente, dispozitive și pentru a echipa acoperiri multifuncționale în plan - conductoare, izolatoare, rezistente la abraziune, rezistente la coroziune, rezistente la eroziune, anti-fricțiune, anti-gripare, barieră etc. Procedura este utilizată pentru aplica acoperiri decorative, de exemplu, la fabricarea ceasurilor și ramelor de ochelari placate cu aur. Singura dintre acțiunile cheie ale microelectronicii, în care este utilizată în scopul aplicării învelișurilor conductoare (metalizare). Acoperirea cu vid este utilizată pentru a obține acoperiri optice: antireflex, reflectorizante, filtrante.

Ținte cu diferite substanțe, metale (titan, aluminiu, wolfram, molibden, fier, nichel, cupru, grafit, crom), aliajele și sintezele acestora (Si02, Ti02, Al203). În sfera științifică și tehnică, se poate adăuga metan dinamic electrochimic, de exemplu, acetilenă (în scopul acoperirilor care includ carbon), azot, aer. Reacția chimică în planul substratului este activată prin încălzire, sau prin ionizarea și disocierea gazului printr-una sau alta configurație a seriei de gaze.

Cu suportul metodelor de depunere în vid, se obțin depuneri cu o grosime de câțiva angstromi până la câțiva microni, de regulă, după depunere, planul nu necesită prelucrare suplimentară.

Metode de depunere în vid

Acoperire în vid - transferul elementelor materialului pulverizat de la sursă (zona de transfer al acestuia în faza gazoasă) în planul piesei se realizează conform traiectoriilor rectilinie la un vid de 10-3 Pa și mai jos (vid volatilizare) și prin transfer difuz și convectiv în plasmă la presiuni de 1 Pa (difuzare catodică) și 10-1-10-3 Pa (difuzare magnetron și ion-plasmă). Soarta oricăruia dintre granulele elementului pulverizat la impactul cu suprafața piesei depinde de energia acestuia, de temperatura planului și de afinitatea chimică a substanțelor și componentelor învelișului. Atomii sau moleculele care au ajuns în plan au toate șansele fie să fie reflectate din acesta, fie să fie adsorbite și mai târziu anumită perioadă timp, se lasă (desorbție), sau se adsorb și formează un policondens în plan (densificare). La cele mai înalte energii ale cerealelor, temperatura ridicata plană și afinitate chimică scăzută, o parte din aceasta este afișată de suprafață. Temperatura planului piesei, deasupra căreia toate particulele sunt reflectate din el și nu se formează carcasa, se numește temperatură periculoasă de depunere în vid, rolul său depinde de natura substanțelor carcasei și de planul piesei. și asupra stării avionului. La jeturi foarte mici de particule care se evaporă, inclusiv în cazul în care aceste particule sunt adsorbite în plan, dar rareori se ciocnesc cu alte particule similare, ele sunt desorbite și nu pot forma primordii; coaja nu crește. Frecvența periculoasă a jetului de elemente de evaporare pentru temperatura plană transferată este densitatea minimă la care particulele se condensează și formează o peliculă.

Metoda de depunere în vid

Pulverizare cu plasmă în vid

Conform acestei metode, învelișuri subțiri cu o grosime de 0,02-0,11 μm ies ca urmare a încălzirii, volatilizării și depunerii elementului pe substrat într-o cameră izolată la o presiune redusă a gazului în acesta. În camera cu sprijinul unei pompe de vid, influența maximă a gazelor reziduale se formează aproximativ 1,2x10-3 Pa.

Camera de lucru implică un metal sau capac de sticlă cu conceptul de răcire externă cu apă. Camera este situată în placa principală și formează o uniune etanșă la vid cu aceasta. Aderentul în care se efectuează pulverizarea este fixat pe suport. Un încălzitor electric este adiacent substratului, care încălzește substratul până la 2500-4500 °C, pentru a îmbunătăți aderența carcasei pulverizate. Schimbătorul de căldură conține încălzitorul și resursa elementului pulverizat. Obturatorul de rupere închide fluxul de vapori de la evaporator la substrat. Acoperirea durează de-a lungul timpului când amortizorul nu este închis.

Pentru a încălzi elementul pulverizat, se folosesc în principal 2 tipuri de evaporatoare:

• Evaporator cu bandă sau sârmă dreaptă din wolfram sau molibden;
• Evaporatoare electron-radiale cu încălzire a elementului evaporat prin bombardament electric.

Volatilizarea perturbatoare este utilizată pentru a depune pelicule din substanțe multicomponente. Cu aceasta, schimbătorul de căldură este încălzit până la 20.000 ° C și stropit cu pulbere dintr-un amestec de substanțe care se evaporă. Într-un mod similar, este posibil să achiziționați acoperiri compozite.

Unele materiale de placare cunoscute (de exemplu aurul) au o aderență slabă la siliciu și la alte materiale semiconductoare. În cazul unei aderențe slabe a substanței evaporate la substrat, volatilizarea se așează în 2 straturi. În primul rând, un strat dintr-un aliaj care are o aderență excelentă la substratul semiconductor, cum ar fi Ni, Cr sau Ti, este aplicat deasupra substratului. În continuare, se pulverizează stratul principal, în care aderența cu substratul a fost anterior excelentă.

Pulverizare cu plasmă în vid

Depunerea ionică în vid

Această metodă constă în pulverizarea substanței elementului aplicat, aflată sub un potențial negativ, datorită bombardării cu ionii gazoși pasivi care apar în timpul excitării descărcării strălucitoare din interiorul structurii de depunere în vid.

Materialul electrodului încărcat negativ este pulverizat înainte de a fi lovit de atomi de gaz pasivi ionizați. Acești atomi intermediari pulverizați sunt depuși deasupra substratului. Principalul avantaj al metodei de depunere ion-vacuum este absența necesității de a încălzi evaporatorul până la cea mai ridicată temperatură.

Mecanismul de origine a descărcării strălucitoare. O descărcare în descompunere poate fi urmărită în camere cu o presiune scăzută a gazului între 2 electrozi de fier, cărora li se aplică o tensiune mare de până la 1-4 kV. În acest caz, electrodul negativ este de obicei împământat. Catodul este o țintă cu o substanță pulverizată. Spațiul de aer este pompat în avans din cameră, apoi gazul este pornit până la o presiune de 0,6 Pa.

Descărcarea strălucitoare a căpătat propriul nume datorită prezenței în țintă (catod) a așa-numitei străluciri mocnite. Această strălucire este cauzată de o scădere uriașă a posibilității într-un strat strâns de încărcare spațială lângă catod. Sfera Faraday este adiacentă regiunii TC spațiu întunecat, transformându-se într-o coloană pozitivă, care pare a fi o fracțiune independentă a debitului, care nu este în niciun caz potrivită față de alte straturi ale debitului.

Lângă anod, în plus, există un strat ușor de încărcare spațială, numit strat de anod. Restul intervalului interelectrod este captat de plasma cvasi-neutră. În acest fel, o sclipire raster cu dungi întunecate și clare alternând poate fi urmărită în cameră.

Pentru trecerea curentului între electrozi este necesară o emisie stabilă de electroni din catod. Această emisie poate fi provocată sub presiune prin încălzirea catodului sau iradierea acestuia cu lumină ultravioletă. Acest tip de descărcare pare să nu fie auto-susținut.

Pulverizare ion-plasmă

Acoperire sub vid din aluminiu

În unele cazuri, în special la pulverizarea plasticului, se folosește placarea cu aluminiu, iar acest metal este un material destul de ușor și deloc rezistent la uzură, în acest caz fiind necesare niște metode științifice și tehnice speciale. Utilizatorul ar trebui să înțeleagă că cel mai bine este să protejeze astfel de componente de înfundare imediat după ștanțare și, în plus, este dăunător să folosești diferite pulberi și pulberi lubrifiante în matrițe.

Acoperire sub vid din aluminiu

Depunerea în vid a metalelor

Metalele care se evaporă la o temperatură sub punctul lor de topire pot fi încălzite prin trecerea directă a curentului, argintul și aurul sunt evaporate în navete din tantal sau wolfram. Acoperirea trebuie realizată într-o cameră de presiune< 10-4 мм рт.ст.

Depunerea în vid a metalelor

Pentru apariția unei descărcări strălucitoare independente, este necesar să se provoace emisia de electroni din catod prin aplicarea celei mai mari tensiuni de 2-4 kW între electrozi. Dacă tensiunea de intrare depășește posibilitățile de ionizare a gazului în cameră (de obicei Ar), în acest caz, ca urmare a ciocnirilor electronilor cu moleculele de Ar, metanul este ionizat cu formarea de ioni Ar+ încărcați pozitiv. Ca urmare, în zona spațiului negru catodic apare o descărcare spațială limitată și, prin urmare, un câmp galvanic puternic.

Ionii Ar+, dobândind energie în această regiune, elimină atomii materialului catodic, inițiind în același timp emisia de electroni secundari din catod. Această emisie este cea care deține descărcarea luminoasă independentă. Atomii intermediari din materialul catodului ajung la substrat și se depun pe planul acestuia.

Pulverizare ioni-plasmă în vid

Unitate de pulverizare în vid UVN

Designul este echipat cu un complex important de dispozitive și instrumente progresive care asigură depunerea de acoperiri de metale de sinteză a acestora și aliaje de PC cu proprietăți stabilite, aderență excelentă și uniformitate maximă pe o parte a zonei.

Un set de instrumente și dispozitive care sunt incluse în structura unității:

• unitate de control al sistemului de vid semi-automat (mecanic);
• concept de pulverizare cu magnetron în curent stabil (de la 1 până la 4 magnetroni);
• concept de incalzire (cu control si mentinere a temperaturii setate);
• conceptul de purificare a produselor pulverizate în zona de descărcare strălucitoare;
• conceptul de mutare a produselor într-un mediu de vid (carusel simplu sau planetar);
• vacuometru numeric;
• conceptul de control al contracarării filmelor în creștere;
• sursa de alimentare cu invertor magnetron (putere de până la 9 kW).

Instalație de acoperire în vid