Ion Plating
Jun 14, 2018| Ioonplaadistamise põhimõte
Ioonide plaadistamine tähendab ioniseerivate gaaside või aurustatud materjalide vaakumtingimustes gaasikoguse kasutamist. Aurustumismaterjalid või nende reagendid asetatakse toorikule gaasioonide või aurustatud ainete pommitamise teel. Iooni plaadistamine võib jagada magnetronipihustusega ioonideks, reaktiivsete ioonide plaadistamiseks, õõnsate katoodide heidete ioonkihistamiseks (õõnsad katoodide aurustumised), mitmekaare ioonplaadistamise (katoodiga kaetud ioonplaatidega) ja nii edasi. Ioonplaadimine ühendab glow discharge, plasma tehnoloogiat ja vaakum aurustamistehnoloogiat, mis mitte ainult oluliselt parandab katte jõudlust, vaid ka laiendab oluliselt katte tehnoloogia rakendamist. Lisaks eelistele on ka vaakumpulber, millel on lisaks tugev filmide haardumine, hea difraktsioon, laias valikus katmismaterjalid ja nii edasi. Ioonide plaadistamise põhiprintsiibiks on metalli või sulami aurude ioniseerimine inertse gaasi hõõg- või kaarega. Ioonkihtimine hõlmab kattematerjalide (nt TiN ja TiC) kuumutamist, aurustamist ja sadestamist. Aurustunud pinnamaterjali aatomid läbivad hõõgpiirkonda läbides väikest ionisatsioonirõhku ja lendavad elektrilise välja toimel töödeldava detaili külge, see lööb töödeldava detaili pinna mitme tuhande elektronvoltiga ja seda saab süstida substraat sügavusele umbes mitu nanomeetrit. Seetõttu on katte siduv jõud oluliselt paranenud ja mitteioniseerunud aurustatud aine aatomid hoiavad otse tooriku külge. Inerteeritud gaasiioonide ja kattematerjaliioonide pihustamine tooriku pinnal võib samuti eemaldada saasteained sidumisjõu parandamiseks.
Iooni plaatide eelised
1. Tugev difraktsioonivõime
In ioonkihistamise protsessi aurustuva materjali osakesed liiguvad elektriliinis elektriliini elektrivoolu suuna kaudu laetud ioonide kujul. Seetõttu võib mis tahes osa, millel on elektriline väli, saada hea plaadimikihi, mis on parem kui tavapärane vaakumkate, et plaati otseses suunas saavutada. Niisiis sobib see meetod sisemise ava, soone ja kitsa pilu pinnatud osade katmiseks. Tavaline vaakumkatete meetod võib muuta otsese pinna kaetud. Aurutamisosakesi saab liigutada ainult nagu ronimisradadel. Kuid ioonplaadimine võib ühtlaselt katta osade tagumised ja sisemised avad. Laaditud ioonid suudavad lennata mööda ettenähtud marsruute kõikjal oma raadiuses, nagu helikopterites istuvad.
2. Kvaliteetsed katted
Ioonilaadne kate on tihe, hõreda, mullivaba ja ühtlane paksusega. Isegi tahke ja soonte saab kanda ühtlaselt ilma metallurgiaeta. Ka sellised osad nagu niidid võivad olla kaetud. See meetod võib parandada ka defekte, nagu näiteks mineraalsed pragusid ja kaevandusi tooriku pealispinnal, mis võib tõhusalt parandada pinnakvaliteeti ja pinnatud osade füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi. Väsimustestid näitavad, et korralikult käsitsetuna võib tooriku väsimus olla 20% ~ 30% kõrgem kui enne plahvatust.
3. Ionide plaatide puhastamise protsess on lihtsustatud
Enamik olemasolevatest katmisprotsessidest nõuavad eelnevalt detaili hoolikat töötlemist, mis on keeruline ja kulukas. Kuid ioonkihistamise protsessil on iseenesest ioonpommitust puhastav toime ja see mõju jätkub kogu katmisprotsessi vältel. Puhastusjõud on suurepärased ja plaat saab otse aluspinnale asetada, mis tõhusalt suurendab haardumist ja lihtsustab suurel hulgal eelpuhastustööd.
4. Laiad materjalid võivad olla plaaditud
Ioonide pealekandmismeetodil kasutatakse tooriku pinnastamiseks kõrge energiaga ioone, nii et suur osa elektrienergiast muudetakse tooriku pinnale soojusenergiaks, soodustades seeläbi pinnakoe proliferatsiooni keemilisi reaktsioone. Kuid kogu tooriku, eriti tooriku südamiku ei mõjuta kõrged temperatuurid. Seetõttu on sellel katteprotsessil laiem kasutusvaldkond ja see on vähem piiratud. Üldiselt võib plaate katta mitmesuguseid metalle, sulameid ja teatud sünteetilisi materjale, isolatsioonimaterjale, kuumustundlikke materjale ja kõrge sulamistemperatuuriga materjale. See võib mittemetallist või metallist plaati metallist detailideks, metallist või mittemetallist mittemetallist toorikule ja isegi plastikust, kummist, kvartsist, keraamikast jne.
