Напыление алюминия в вакууме: Напыление в вакууме 🔨 — услуги инженерии поверхности в Санкт-Петербурге. Выполните нанесение вакуумных покрытий в компании «Плазмацентр».

alexxlab | 07.01.1984 | 0 | Разное

Содержание

Напыление в вакууме 🔨 — услуги инженерии поверхности в Санкт-Петербурге. Выполните нанесение вакуумных покрытий в компании «Плазмацентр».

Сущность процесса вакуумного напыления

Создание микроскопических защитных пленок на поверхности деталей в условиях полного вакуума относят к методу напыления в вакууме. Возможности применения данной технологии обработки поверхности достаточно широки — она является завершающим этапом изготовления деталей электроники, оптики, пластмассовых, стеклянных и стальных изделий, автомобильных запчастей и т. д. Для вакуумного-дугового нанесения покрытий используются разнообразные сложные составы — металлы и сплавы, оксиды, карбиды, металло-керамические смеси, стекла сложной структуры.

Технология процесса напыления состоит в подаче направленного потока молекул или атомов с заданными свойствами к поверхности обрабатываемого материала при их последующем равномерном осаждении. Напыление металлов в вакууме — нанесение пленок или слоев на поверхность деталей или изделий в условиях вакуума (1,0-1 • 10-7 Па). Конденсация газообразных (парообразных) элементов или их соединений с образованием монолитного покрытия проводится в вакууме, при этом исходные твердые материалы за счет испарения переходят в газовую (паровую) фазу, которая имеет тот же состав, что и покрытие.

Материал покрытия	Цвет покрытия	Твердость, ГПа	Коэффициент трения (без смазки)	Максимальная рабочая температура, °С	Упрочняемые детали
TiN	Золотой	24…28	0,4…0,5	500	Инструмент для резания, формирования, экструзии, выдувания, литья
CrN	Серебряный	18	0,3…0,4	700	Инструмент для глубокой вытяжки, выдавливания, гибки, литья, обработки медных сплавов
ZrN	Белое золото	20	0,4	550	Инструмент для обработки алюминиевых и титановых сплавов
TiCN	Серо-голубой	37	0,2…0,4	400	Инструмент для прерывистого резания, фрезерования, нарезания резьбы; штамповки; пресс-формы литья пластмасс под давлением
TiAlCN	Фиолетово-бордовый	33	0,3	500	Инструмент для фрезерования, зубофрезерования, нарезания резьбы, штамповки, вырубки
TiAlN	Фиолетово-черный	28…35	0,3…0,6	700-900	Инструмент для высокоскоростного резания, сверления, фрезерования, развертывания, точения; обработки без СОЖ; формовой и штамповой оснастки
AlTiN	Черный	38	0,7	900	Инструмент для высокоскоростной обработки без СОЖ; обработки материалов с твердостью больше 52HRC, титановых и никелевых сплавов
AlCrN	Серо-голубой	30…32	0,3…0,6	1100	Инструмент из твердых сплавов, концевых фрез из быстрорежущих сталей, для изготовления зубчатых передач; эльборовых сменных вставок для токарной обработки; оснастка для литья алюминиевых сплавов, штамповки, горячей ковки
TiCrN	Темно-серый	21	0,5	700	Оснастка, используемая при прокатке
AlTiCrN	Серо-голубой	34	0,55	900	Инструмент универсального применения

Напыление в вакууме проходит несколько стадий

превращение состава, предназначенного для напыления, из состояния жидкости в газ;
перенос газообразного вещества к поверхности обрабатываемого объекта и осаждение частиц на поверхность;

застывание напыляемого состава, образование монолитной пленки.

Отличия напыления металлов в вакууме

минимальная температура нагрева изделий 250°С;
сепарация плазменного потока для минимизации капельной фазы;
осуществление контроля толщины покрытия;
нанесение градиентных и многослойных покрытий.

Напыление металлов в вакууме применяется для нанесения pvd покрытий, толщина которых колеблется от 0,01 до 0,5 мкм в случае нанесения покрытий методом pvd благородных металлов (серебро, золото, платина) и до. Напыление металлов в вакууме широко применяется в технике для получения тонких стальных или диэлектрических покрытий.

Переход частиц из конденсированного состояния в газовое может происходить при воздействии ионов плазмы или при перемещении напыляемого вещества в вакуумной среде. Вакуумное перемещение является более предпочтительным, так как обеспечивает лучшее сцепление нанесенного состава с предназначенной для этого подложкой. В безвоздушной среде преобладающее количество частиц, попадающих на поверхность детали, оседает на ней и конденсируется, в то время как при других методах напыления атомы плохо сцепляются с поверхностью и отражаются от нее (процесс десорбции). Помимо состояния вакуума, эффективное вакуумное или ионное нанесение покрытия требует соблюдения определенной температуры, при которой процент оседаемых частиц, образующих зародыши и превращающихся в пленку, максимален. Также качество нанесения покрытия в вакууме зависит от состава материала, свойств поверхности, скорости прохождения физического процесса.

Для лучшей фиксации осаждаемой пленки на покрытии объекта сразу после процедуры напыления проводят ее обжиг — при температуре чуть выше, чем у полученной в результате обработки поверхности. После обжига на готовую плоскость возможно наложить еще несколько слоев — с различными свойствами, необходимыми для создания того или иного полезного эффекта.

Особенности нанесения декоративных покрытий

Хромирование поверхностей имеет две цели: формирует защитный слой и повышает коэффициент отражения. Благодаря нанесению зеркальных покрытий изделие может противостоять механическим ударам и силовому трению, и одновременно получает обновленное декоративное покрытие. Чаще всего создание такой пленки — продукт вакуумного испарения алюминия и хрома. Нанесение вакуумных декоративных покрытий имеет широкий спектр применения — обработать любое изделие можно независимо от его состояния, напылению подлежит и продукция, выпущенная с завода, и побывавшие в эксплуатации механизмы, детали, инструменты.

Примеры работ

Другие услуги

«Плазмацентр» предлагает

услуги по восстановлению деталей, нанесению покрытий, напылению в вакууме, микроплазменному напылению, электроискровому легированию, плазменной обработке, аттестации покрытий, напылению нитрида титана, ремонту валов, покрытию от коррозии, нанесению защитного покрытия, упрочнению деталей;

поставка оборудования для процессов финишного плазменного упрочнения, сварки, пайки, наплавки, напыления (например, газотермического, газопламенного, микроплазменного, высокоскоростного и детонационного напыления), электроискрового легирования, приборов контроля, порошковых дозаторов, плазмотронов и другого оборудования;
поставка расходных материалов, таких как сварочная проволока, электроды, прутки для сварки, порошки для напыления, порошки для наплавки, порошки для аддитивных технологий, проволока для наплавки и другие материалы для процессов сварки, наплавки, напыления, аддитивных технологий и упрочнения;
проведение НИОКР в области инженерии поверхности, трибологии покрытий, плазменных методов обработки, выбора оптимальных покрытий и методов их нанесения;
обучение, консалтинг в области наплавки, напыления, упрочнения, модификации, закалки.

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: [email protected]

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Вакуумное напыление. Технология | Вакуумная металлизация

Судьба каждой из частиц напыляемого вещества при соударении с поверхностью детали зависит от ее энергии, температуры поверхности и химического сродства материалов пленки и детали.

Атомы или молекулы, достигшие поверхности, могут либо отразиться от нее, либо адсорбироваться и через некоторое время покинуть ее (десорбция), либо адсорбироваться и образовывать на поверхности конденсат (конденсация). При высоких энергиях частиц, большой температуре поверхности и малом химическом сродстве частица отражается поверхностью.

Температура поверхности детали, выше которой все частицы отражаются от нее и пленка не образуется, называется критической температурой напыления вакуумного; ее значение зависит от природы материалов пленки и поверхности детали, и от состояния поверхности.

При очень малых потоках испаряемых частиц, даже если эти частицы на поверхности адсорбируются, но редко встречаются с другими такими же частицами, они десорбируются и не могут образовывать зародышей, т.е. пленка не растет.

Критической плотностью потока испаряемых частиц для данной температуры поверхности называется наименьшая плотность, при которой частицы конденсируются и формируют пленку.

Структура напыленных пленок зависит от свойств материала, состояния и температуры поверхности, скорости напыления.

Пленки могут быть:

аморфными (стеклообразными, например оксиды, Si),
поликристаллическими (металлы, сплавы, Si)
или монокристаллическими (например, полупроводниковые пленки, полученные молекулярно-лучевой эпитаксией).

Для упорядочения структуры и уменьшения внутренних механических напряжений пленок, повышения стабильности их свойств и улучшения адгезии к поверхности изделий сразу же после напыления без нарушения вакуума производят отжиг пленок при температурах, несколько превышающих температуру поверхности при напылении. Часто посредством вакуумного напыления создают многослойные пленочные структуры из различных материалов.

Метод термического испарения в вакууме — Русский

Этот метод заключается в испарении металла или сплава в вакууме и конденсации его паров на поверхности пластинки (подложки). Качество и прочность пленок в большей степени зависят от чистоты подложки. Поэтому поверхность подложки предварительно полируется и тщательно очищается. Часто во время напыления подложка нагревается при помощи специального нагревателя до температуры 100-3000С. При подогретой подложке частично снимаются внутренние напряжения в пленке, и улучшается ее сцепление с подложкой. Подложки могут быть изготовлены из стекла, кварца, слюды и немагнитных металлов. В качестве подложки в некоторых случаях используются сколы монокристаллов поваренной соли NaCl. Простейшая схема установки для получения тонких магнитных пленок методом термического испарения металлов и сплавов в вакууме показана на рис. 1. Сплав или металл, который должен быть осажден на подложку 1, помещают в испаритель 2. В рассматриваемом случае он имеет форму лодочки, изготовленной из тугоплавкого металла, например вольфрама. Через лодочку пропускают электрический ток, пока она не приобретет достаточно высокую температуру, при которой исходный материал начинает плавиться. Пары от расплавленного металла в виде атомарного пучка, распространяясь от лодочки, попадают на подложку 1 и осаждаются на ее поверхности, образуя слой в виде тонкой пленки (вакуумного конденсата).

Если подложку предварительно поместить на пластинку (маску) с отверстиями 3, например круглыми, то в процессе конденсации на подложке образуются пленки, имеющие форму в виде круглых пятен, то есть в соответствии c формой отверстий в маске. Таким образом, с помощью маски 3 можно придавать пленкам различные размеры и форму.

Вся система помещается в вакуумную камеру 6, откачанную до достаточно высокого вакуума. Вакуум должен быть таким, чтобы атомы металла не сталкивались с молекулами остаточного газа при своем движении к подложке, то есть их траектории должны быть прямолинейными. Это условие выполняется, если в камере создается давление порядка 10- 5 мм ртутного столба. В этом случае расстояние от испарителя до подложки достаточно мало по сравнению со средней длиной свободного пробега молекул газа и большая часть атомов металла будет достигать подложки, не испытывая столкновений с молекулами остаточного газа. Такой вакуум легко получить в обычной лабораторной вакуумной установке. При осаждении паров на подложку происходит переход атомов металла из паровой фазы в конденсированное состояние.

Рассмотренный метод позволяет получать пленки разной толщины. Она регулируется изменением скорости или времени конденсации. На процесс формирования пленок оказывают влияние несколько факторов, наиболее существенным, из которых является температура подложки. В зависимости от этой температуры могут реализоваться различные механизмы конденсации, которые в большой степени определяют структурное состояние и магнитные свойства пленок. В частности, при повышении температуры подложки от 200 до 5000С наблюдается заметное изменение магнитной проницаемости и величины внешнего магнитного поля Hs , в котором происходит насыщение ферромагнитной среды. Не анализируя каждый механизм в отдельности, рассмотрим один из них, например механизм конденсации пар жидкость кристалл, который осуществляется, когда температура подложки выше определенной критической.

Применение электронной микроскопии позволило установить, что при конденсации паров сначала образуются капли жидкой конденсированной фазы, которые на некоторой стадии роста кристаллизуются, образуя отдельные изолированные частицы (зародыши), имеющие в большинстве случаев сферическую форму. Затем в процессе дальнейшей конденсации паров происходит рост зародышей, их слияние и образование сплошного слоя.

По материалам статьи: В. Г. КАЗАКОВ ‘ТОНКИЕ МАГНИТНЫЕ ПЛЕНКИ’ Соросовский Образовательный журнал, ФИЗИКА, 1997.

Покрытия вакуумным напылением – Справочник химика 21

В ряде случаев вакуумное напыление является единственным методом получения тонких пленок. Этот метод значительно экономичнее других известных методов массового производства металлизированных изделий. При его использовании механическая обработка поверхностей покрытия минимальна. Способ металлизации в высоком вакууме обеспечивает покрытие пластмасс, фольги, бумаги, тканей тонким металлическим слоем и прочное сцепление его с основным материалом. В процессе металлизации изделие вращается вокруг испарителя и покрывается слоем металла. Специальные зажимные приспособления должны обеспечивать простое и надежное крепление изделий приспособления не должны затемнять металлизируемую поверхность. Высоким качеством отличаются пружинные магнитные устройства. Можно осаждать в виде тонких пленок и неметаллические материалы, напри- [c.232]
Основные принципы. Технология и оборудование, применяемые в этом методе, аналогичны используемым в процессе вакуумного напыления, В камере для нанесения покрытия давление атмосферы (в качестве которой может выступать воздух или инерт- [c.391]

Некоторое увеличение прочности гальванически металлизированных зерен можно объяснить тем, что часть осажденного металла все же попадает в дефектные места поверхности зерен (металлизация ведется из жидкого раствора электролита). Этого не происходит при нанесении покрытия вакуумным напылением (теневой эффект) в случае металлизации медью. Последняя, к тому же, совершенно не адгезирует к алмазу, этими объясняется полное отсутствие-упрочнения в этом случае. . [c.103]

Методом, подобным вакуумному напылению, является катодное напыление, когда предмет, на который наносится покрытие, размещается в электрическом поле вблизи катода. [c.204]

Вакуумное напыление применяется для нанесения тонких покрытий, толщина которых колеблется от 0,01 до 0,5 мкм в случае нанесения благородных металлов (серебро, золото, платина) и достигает 75 мкм в случае нанесения покрытий из кадмия, цинка, алюминия, меди или селена на небольшие по-размеру предметы. Процесс ведется в вакуумных камерах при давлении 10 мм рт. ст. (для золота) и 10 —10 мм (для серебра). Покрываемый предмет, предварительно хорошо очищенный, подвешивается в камере над платиновым, вольфрамовым или молибденовым тиглем, который разогревается электрическим током до температуры кипения напыляемого металла. В тигель вводится напыляемый металл, затем после герметизации в камере создается вакуум и включается нагрев. Пары металла оседают на холодных поверхностях покрываемых предметов, образуя при этом тонкий, гладкий и плотный, хорошо сцепленный с основой слой, который лишен посторонних включений. Напыленные покрытия прекрасно проводят электрический ток, это обусловливает их применение в электронике. Благодаря хорошему блеску и другим декоративным эффектам такие покрытия используют в ювелирном деле. [c.204]

Неорг. аморфные О.м. получают конденсацией из парогазовой фазы, химическими транспортными реакциями, кристаллизацией и хим. осаждением из р-ров, облучением кристаллич. материалов и др. методами органические-полимеризацией в блоке, р-ре и т.д. Для снижения оптич. потерь в волокнах из аморфных органических О.м. до 10″ -10″ см используют мономеры, предварительно подвергнутые очистке. Покрытия из О.м. наносят термич. вакуумным напылением, испаряя исходный материал в электропечах или потоком электронов (катодное, магнетронное распыление). [c.393]

Обозначения ЛД — литье под давлением Э — экструзия Э н МО—экструзия II механическая обработка П и С —прессование и спекание Л —литье ВФ —вакуумное формование ПВН—покрытие вихревым напылением МО — механическая обработка. [c.228]

Металлические покрытия могут наноситься различными способами гальваническим, горячим (окунанием), распылением (металлизацией), вакуумным напылением, плакированием (совместной прокаткой двух листов металла), химическим (осаждением из растворов). [c.184]

Вакуумное напыление позволяет получать покрытия с более высокой коррозионной стойкостью, чем другие методы. Например, слой кадмия толщиной 0,005 мм, напыленный в вакууме, защищает сталь в такой же степени, как и слой кадмия толщиной [c.390]

Покрытия можно осаждать как на металлы, так и на не.метал-лические материалы, которые для этого предварительно покрывают слоем алюминия методом вакуумного напыления. [c.327]

Вместо керамики в паяном переходе может быть использована полимерная, например, полиамидная металлизированная пленка. Металлизация пленки, толщина которой составляет 20—50 мкм, осуществляется вакуумным напылением меди или серебра до толщины металлического покрытия 0,7—2 мкм. Термическое сопротивление такой металлизированной полиамидной пленки составляет примерно 0,8—1,2 К-см /Вт. Полимерные металлизированные пленки могут быть с успехом использованы и при решении другой важной проблемы — герметизации ТБ для предохранения их от окисления и воздействия влаги. Для этого батарею заключают между двумя металлизированными пленками, свободные концы которых, выходящие за ее [c.94]

Основным методом получения алюминиевых покрытий в данное время является горячий метод. К менее распространенным способам относятся диффузионный, металлизация, вакуумное напыление, плакирование и другие. Эти методы не экономичны в смысле расхода алюминия и часто не обеспечивают нужного качества покрытия (пластичность, беспористость, равномерность). Так называемые горячие — наиболее распространенные методы получения алюминиевых покрытий [1—4] мало пригодны для защиты стального проката, подвергающегося в дальнейшем деформациям. Это объясняется хрупкостью покрытия, обусловленной появлением значительной прослойки интерметаллидов железо-алюминий. Кроме того, нагревание до 700—750° С необходимое для нанесения расплавленного алюминия может привести к нежелательному изменению некоторых физических свойств защищаемого металла. [c.311]

Важной особенностью метода термического разложения МОС является механизм образования покрытии. Ксли при вакуумном напылении пленка формируется из прямолинейно движущихся от испарителя частиц напыляемого материала, то при термическом разложении в паровой фазе процесс формирования пленки носит другой характер. Подвергаемая металлизации поверхность находится в окружении паров металлооргаиического соединения, молекулы которого хаотически движутся в различных направлениях, что позволяет им, в отличие от процесса вакуумного напыления, с равной вероятностью приближаться как к горизонтальным, так и к вертикальным плоскостям покрываемого предмета. Сама пленка формируется в результате разложения МОС либо па нагретой поверхности, либо вблизи ее. Таким образом, образование покрытия при термическом разложении МОС в паровой фазе в вязкостном режиме позволяет в отличие от вакуумного напыления наносить равномерную пленку па предметы сложной конфигурации, например, проводить металлизацию внутренних поверхностей деталей, даже при очень малых размерах отверстий. Как правило, покрытия, получаемые термическим разложением МОС в паровой фазе, отличаются высокой адгезией. Это. по-видимому, объясняется тем, что при разрыве химических связей атомы металла выделяются в возбужденном состоянии и обладают повышенной активностью и могут образовывать прочные связи с материалом подложки. Повышению адгезии способствует также диффузия металла вглубь подложки при проведении процесса при повышенной температуре. [c.185]

Металлические покрытия были получены разложением ацетилацетоната кобальта в сухом водороде в качестве газа-носителя при атмосферном давлении. Температура испарителя 140—150° С, температура подложки 325 — 340 С, температура паровой фазы 150 — 170″ С и скорость газового потока 1,2 — 2,8 л/мин [41, 522]. Эти условия осаждения являются оптимальными, так как приводят к получению тонкой металлической пленки, имеющей магнитные свойства монолитного кобальта. Однако их следует рассматривать оптимальными лишь при использовании данной конструкции установки. За 8—10 мин. осаждения на стеклянной подложке была выращена пленка толщиной 0,6 мкм. Авторы отмечают, что ими получены также пленки толщиной 1,47 мкм. Адгезия пленок па стекле была плохой из-за различия в коэффициентах термического расширения кобальта и стекла. Пленки кобальта не обладали очевидной магнитной или механической анизотропностью в отличие от пленок, полученных вакуумным напылением или электрохимическим осаждением, которые обычно являются анизотропными. Присутствие некоторого количества водорода при осаждении является необходимым для получения качественных блестящих покрытий из ацетилацетоната кобальта. Хотя обычно разложение проводят при нормальном давлении, осаждение в вакууме при давлении ниже 1 мм рт. ст. имеет преимущества вследствие уменьшения возможности температурных колебаний и уменьшения тенденции образования порошковых покрытий, обусловленных разложением соединений в объеме. [c.288]

В установках для получения покрытий в вакууме различны способы нагрева испаряемого вещества. Применяют термическое испарение с электрическим или электроннолучевым нагревом и катодное распыление. В некоторых случаях требуется сочетание вакуумного напыления с ионной бомбардировкой. Для испарения тугоплавких материалов использовали луч лазера [65] с длиной волны 1,06 мкм, генерируемый в стекле, легированном N(1, мощностью —100—150 Дж в 2—4 мс. Луч проектировался в вакуумную установку через стеклянное окно и фокусировался на испаряемом [c.237]

Если в зону испарения поместить посторонний предмет (изделие), то образующиеся низкомолекулярные продукты адсорбируются на его поверхности и полимеризуются с образованием полимерного покрытия. На этом принципе по аналогии с вакуумным напылением металлов разработан процесс напыления полимеров — фторопластов, полиэтилена, полиамидов, поли-п-ксилилена. Покрытия получают в специальных установках — вакуумных камерах, снабженных электронагревателем или газоразрядной электронной пушкой (рис. 7.43,6). Применение последней обеспечивает особенно большую скорость разложения полимеров (при мощности пушки 100—110 Вт/см скорость разложения фторопласта-3 достигает 0,1—0,12 г/мин). Режим работы установок [c.268]

Для обработки подложек, на которых осуществлялась ори ентация жидких кристаллов, использовали различные ориентирующие агенты как органического, так и неорганического происхождения, а также их смеси. Техника нанесения таких покрытий на стекло, керамику и органические полимеры весьма разнообразна макание, напыление, обработка отделочным валиком, вакуумное напыление и даже химическая реакция на поверхности. Кроме того, опробован и ряд способов создания однородно направленной или наклонной ориентации на уже нанесенном покрытии — натирание, высокоскоростная полировка, механическая шлифовка, химическая обработка и вакуумное напыление под нужным углом. В качестве ориентирующих агентов опробованы полиэфиры, целлюлоза, найлон, оксид алюминия, моноксид кремния и фторид магния. [c.403]

Методы нанесения алюминиевых покрытий на трубы электроосаждением, плакированием, электрофорезом, вакуумным напылением, осаждением из газовой или парообразной фазы по ряду технико-экономических показателей не получили промышленного применения. [c.57]

Поверхностное легирование (модифицирование) [242, 243] можно осуществлять предварительным нанесением па поверхность металла слоя легирующего компонента какйм–либо методом (гальваническим покрытием, вакуумным напылением и др.) и последующей термообработкой в печи с целью диффузионного проникновения в глубь легирующего компонента. [c.326]

Для получения планарной ориентации жидкого кристалла электрод можно натереть (тканью, бумагой и т. п.) в одном направлении (метод Шатлена) при этом лучшие результаты получаются, если предварительно на электрод нанесено тонкое полимерное покрытие. Применяют также вакуумное напыление на электрод особых составов ( косое напыление), либо нанесение на поверхность электрода тонких слоев специальных ориентантов методом вытягивания из раствора. [c.163]

Катодное поведение электростатических и электрофоретических алюминиевых покрытий подобно поведению чистого алюминия. Они сильно поляризуются уже при малых плотностях тока и имеют достаточно высокое перенапряжение вьщеления водорода. Электрофоретические алюминиевые покрытия обладают наибольшим значением перенапряжения водорода по сравнению с покрытия.ми, пол>ченны. ш ikj собом электростатического и вакуумного напыления. При получении покрытий из порошковых материалов на электрохимические свойства [c.81]

Применение. А. используют гл. обр. для получения алюминиевых сплавов. Чистый А.-конструкц. материал в стр-ве жилых и обществ, зданий, с.-х. объектов, в судостроении, для оборудования силовых подстанций и др Применяют А. также для изготовления кабельных, токопроводящих и др. изделий в электротехнике, корпусов и охладителей диодов, спец. хим. аппаратуры, товаров народного потребления и др. Покрытия из А. наносят на стальные изделия для повышения их коррозионной стойкости. Способы нанесения распыление (для защиты стальных конструкций, эксплуатирующихся в приморских зонах, на хим предприятиях и др.) погружение в расплав (для получения алюминированных стальных лент) плакирование прокаткой (биметаллич. ленты) вакуумное напыление (для алю-минирования лент из стали, тканей, бумаги и пластмасс, инструментальных зеркал и др.) электрохим. способ (для получения материалов и изделий с защитно-декоративными св-вами). [c.117]

Быстрое замораживание, лиофнльная сушка, смеси обрабатываются как тонкие срезы Прессование в таблетки или в стандартные держатели Растворенные комплексы солей макро-цнклического полиэфира в эпоксидной смоле, заполимери-зованные Обработка гомогена-тов и солей как тканей Быстрое замораживание для получения капель Капля раствора соли помещается на фильтрованную бумагу, быстро замораживается и подвергается лиофильной сушке Измерение мельчайших кристаллов в оптическом микроскопе, покрытие углеродом Нанесение капель на держатели, различные способы обеспечения постоянства толщины пятна Поместить капли на покрытое углеродом покровное стекло и испарять этанол Вакуумное напыление металла на подложку Как обычно, для тонких образцов [c.88]

МВКМ Mg – углеродные волокна получают пропиткой или горячим прессованием в присутствии жидкой фазы, растворимость углерода в магнии отсутствует. Для улучшения смачивания углеродных волокон жидким магнием их предварительно покрывают титаном (путем плазменного или вакуумного напыления), никелем (электролитически) или комбинированным покрытием N1 -В (химическим осаждение,м), [c.115]

Иридиевая проволока 127(длина) Вакуумное напыление в стеклянную микропипетку электролитическое покрытие ртутью ИВ, ВА с треуг. разв. d(II), РЬ(П) НС1 [c.805]

По сравнению с другими сноссбами ианесения металлических покрытий этот способ является более совершенным. Основными его преимуществами являются возможность получения покрытий строго определенного состава, свойств и толщины, меньший расход металла, затрачиваемого на покрытие, повышенные механические и коррозионные свойства покрытий (кроме вакуумного напыления) отсутствие образования промежуточного хрупкого сплава, характерного для горячих методов покрытия возможность механи-заЩ1и и автоматизация процесса меньшие потери материалов по сравнению с химическим способом покрытия. [c.68]

Рассмотрим типовые участки схемы устаиовкй вакуумного напыления, предназначенной для нанесения на поверхность стеклянной подложки металлических или полупроводниковых покрытий методом термического испарения Е вакууме. [c.190]

Для нанесения покрытий данным методом применяют глубокий вакуум, под действием которого порошкообразный материал втягивается в камеру, где находится разогретое и подготовленное к облицовке изделие. При попадании порошка на поверхность изделия происходит его оплавление и формирование покрытия. В этот период в камере поддерживается высокий вакуум. Отсутствие воздуха в период плавления и формирования покрытия позволяет избежать нежелательных окислительных процессов деструкции. Запантентован процесс, предусматривающий нанесение покрытий методом вакуумного напыления, лучше всего он применим для облицовки различных трубок, химических сосудов. В этом случае можно использовать порошки на основе пентона, применение которых несколько ограничено в других случаях, а также найлоновые порошки (в меньшей степени). [c.526]

В установке вакуумного напыления перед нанесением покрытия подложка тщательно очищается от органических загрязнений в тлеющем разряде в разреженном газе. Ионная бомбардировка очищает поверхность подлож- [c.199]

Новые методы получения покрытий и з адсорбированных на подложке мономеров под действием электронного излучения или тлеющего разряда позволяют получать тонкие покрытия без применения растворителей, обладающие хорошими дп-электрич. свойствами, высокой адгезией к подложке и химстойкостью. Покрытия можно получать на металлич. и неметаллич. подложках на последние иногда предварительно наносят тонкий слой алюминия 100 нм ( ЮООА)] методом вакуумного напыления. [c.9]

Для нанесения покрытий используются камеры размером до 35X 100 см. Процесс конденсации на охлаждасдмых поверхностях напоминает, в известном смысле, вакуумное напыление металлов. В противоположность металлизации в вакууме (Р = 10- мм рт. ст.) нанесение п-ксилилена осуществляется при Р = 0,1 мм рт. ст. При этих условиях длина свободного пробега молекул л-ксилилена в газовой фазе составляет примерно 1 мм и субстрат наносится равномерно со всех сторон. Скорость наращивания слоя 4-хлор-л-ксилилена составляет примерно 5 мкм/мин, л-ксилилен полимеризуется немного медленнее. [c.168]

Один из способов нанесения такой пленки основан на вакуумном напылении фторидов на поверхность оптической детали. Стронгу [34] удалось снизить отражаемость поверхности стекла с 4,2% до 0,6% покрытием его фторидом кальция. Кортрайт и Тарнер [6] снизили его отражаемость до 0,4%, применяя фториды лития, магния, кальция, натрия, а также комплексный фторид натрия-алюминия. Указанные соединения обладают малыми значениями По (табл. 6). [c.491]

В ранних физических исследованиях электрического разряда в газа>( при низком давлении экспериментатор часто отмечал металлический осадок на стекле вблизи катода. Позднее был разработан метод для получения покрытия на поверхности, расположенной вблизи катода разрядной трубки, процесс известен под названием вакуумного напыления. Напряжение постоянного тока в 2000 в является достаточной э. д. с. Частицы, вылетающие из катода, содержат главным образом нейтральные атомы, движущиеся со скоростью, соизмеримой со скоростью теплового движения атомов в точке плавления материала катода. Толанский предполагает, что имеется действительно испарение локальных точек на катоде . Вакуум для процесса напыления требуется неточный, достаточно 0,1 мм рт. ст. Аналогичные процессы, известные как термонапыление, требуют давления путем получают пленку алюминия на больших телескопических зеркалах. Источником испаряющегося металла может быть шарик на горячей проволоке или диск на горячей пластинке, а высокий вакуум необходим для того, чтобы обеспечить средний свободный пробег частиц, превышающий расстояние между расплавленным металлом и поверхностью, подлежащей покрытию. Испускаемые частицы имеют размеры атомов. Подробности обоих процессов, которые уже получили промышленное использование в получении исходных осадков на восковых матрицах, для оптических зеркал и ювелирных покрытий, на пластиках и оптических деталях, рассматриваются в статье [8]. Электрическое сопротивление покрытий, превышающее сопротивление основного металла, обсуждено в статье [9]. Если любой из этих процессов использовать для получения слоев, предназначенных для защиты от коррозии, то требует серьезного рассмотрения вопрос [c.550]

Алюминиевые покрытия напыление – Справочник химика 21

Покрытия, получепные распылением и осаждением в вакууме, могут быть нанесены на большинство металлов и на многие неметаллы. Например,осаждение в вакууме осуществляют на многие материалы, включая пластики, напыление применяют для покрытий тканей, пластических материалов и бумаги. Погружение в горячий расплав и другие диффузионные процессы зависят от природы основного металла и от свойств покрытия. В большинстве случаев алюминиевые покрытия используются на железе и стали и в меньщих масштабах на алюминиевых сплавах и пластиках. [c.401]
Металлические покрытия наносят газопламенным напылением, т. е. металлизацией или распылением расплавленного металла с помощью пистолета-металлизатора. Металлизатор позволяет расплавлять наносимый материал факелом, образованным при сгорании газов, или электрической дугой, и распылять расплав струей сжатого воздуха. Защитные слои металла состоят из одного или нескольких слоев, в том числе из слоев разных металлов, и обозначаются химическим символом металла и цифрой, характеризующей минимальную толщину покрытия в микрометрах, например А1 100 или 1п 60 и т. д. Для получения алюминиевых покрытий наиболее пригоден алюминий 99,5%-ной чистоты, а для цинковых покрытий — цинк 99,9%-ной чистоты. [c.81]

Вид покрытия выбирают в зависимости от требований к функциям изделия и среды, в которой оно будет работать. Толщина покрытия зависит от агрессивности коррозионной среды и требуемого срока службы защищаемого изделия. Газопламенное напыление цинковых или алюминиевых покрытий применяют преимущественно для защиты стальных конструкций в атмосферах типа 4 и 5, т. е. в атмосферах с высоким и очень высоким уровнем агрессивности, и во всех видах вод. В табл. 7 приведена скорость коррозии алюминия и цинка в различных атмосферах и водах. [c.81]

Метод напыления применяется в промышленности для защиты крупногабаритных конструкций в собранном виде, например, газгольдеров, резервуаров и т.д. В химическом машиностроении он не нашел широкого применения вследствие недостатков, указанных выше. Известно только применение алюминиевых покрытий, полученных подобным способом, для защиты от коррозии оборудования заводов, перерабатывающих сернистые нефти, вулканизационных котлов и подобных аппаратов. [c.281]

Алюминиевые покрытия термического напыления используемые в морских конструкциях 44 347 [c.39]

Для металлизации используют алюминий, цинк, медь и нихром в виде порошка или проволоки (табл. 3.28). Адгезионная прочность алюминиевых покрытий, полученных электродуговым напылением, выше, чем полученных газопламенным. Выбор металла для металлизационного покрытия определяется условиями эксплуатации оборудования, в первую очередь — агрессивностью среды. Цинк нельзя использовать при длительном воздействии горячей (от 55 до 100 °С) воды. Алюминиевые покрытия уступают цинковым при наличии паров азотной кислоты, а цинковые покрытия не стойки при воздействии паров соляной кислоты, оксидов серы и хлора. [c.232]

Металлизация распылением требует относительно больших затрат на оборудование. Аппараты электродугового типа значительно дороже, чем газопламенные, но зато эксплуатационные расходы на электрометаллизацию примерно вдвое меньше. Согласно расчету сравнительной стоимости напыления металлов разными способами [9], расходы на получение 1 алюминиевого покрытия толщиной 0,3 мм при газовой металлизации составляют 50—60 крон, а при электродуговой 25—30 крон. Ниже указаны затраты на напыление алюминиевого покрытия толщиной 0,3 мм проволочным металлизационным аппаратом марки AD-1 (в кронах) [c.137]

Такая система покрытий обеспечивает защиту стальной основы от водородного охрупчивания и коррозии и изнашивания гидро- или газоабразивным потоком. Двухслойное покрытие с наружным слоем, состоящим в основном из окиси алюминия, можно получать последовательным плазменным напылением с плавным переходом от А1 к А12 О3 или окислением части нанесенного алюминиевого покрытия. При этом окисление можно проводить твердым анодированием, анодным оксидированием, ионной имплантацией, окислением в тлеющем разряде и другими методами. [c.111]

Напыление цинковых или алюминиевых покрытий на стальные болтовые соединения представляет особое значение. При напылении цинковых покрытий легко получить коэффициент [c.81]

Получение алюминиевых покрытий. Алкилалюминийгалогениды используются для напыления на поверхности металлического алюминия таким же способом, как и алюминийалкилы а также для гальванического покрытия алюминием [c.84]

Покрытия, полученные металлизацией, в большинстве случаев защищают от ржавления органическими лаками и красками 1 Обычно толщина напыленного алюминиевого слоя составляет 0,08— 0,2 мм. В серии испытаний, проведенных в промышленной атмосфере, напыленное алюминиевое покрытие толщиной 0,08 мм прослужило в среднем 12 лет, в то время как цинковое, независимо от того, было оно получено напылением, электроосаждением или погружением в расплав, — всего 7 лет [22]. [c.242]

В природной жесткой воде осаждаемый в поры нерастворимый карбонат кальция в результате увеличения pH на поверхности стали и растворимый бикарбонат кальция оказывают такое же воздействие, как осаждаемые цинковые соли. При напылении алюминиевого покрытия на сталь на поверхности образуются круглые частицы с многочисленными разбросанными маленькими порами. Так как эти частицы покрыты пленкой окиси алюминия, то гальваническое действие алюминия не проявляется явно до тех пор, пока не нарушена пленка. Считается, что вначале анодные участки на алюминии развиваются в порах, достигающих поверхности стали, но гальваническое взаимодействие между сталью и алюминием не может продолжаться долгое время, так как поры вскоре заполняются А1(0Н)з и ржавчиной. [c.45]

Лакокрасочные покрытия на цинковых и алюминиевых покрытиях, полученных газопламенным напылением, — ТТП 9 [c.126]

На глубине экспонировали образцы сталей, покрытые цинком, алюминием. напыленным алюминием, титаном-кадмием, кадмием, медью и никелем. Цинковое покрытие (0.304 г/м ) на глубине 750 м защищало сталь в течение 3—4 месяцев пребывания в морской море н в течение примерно 7 месяцев прп частичном погружении в донные осадки. Алюминиевое покрытие (0.304 г/м ) защищало сталь (при той же глубине экспозиции) в течение по крайней мере 13 месяцев в морской воде и в условиях частичного погружения в донные осадки. [c.246]

Метод электродуговой металлизации (ЭМ) также прост по аппаратурному оформлению, допускает механизацию и автоматизацию процесса, характеризуется высокой скоростью теплопередачи (в 7—10 раз выше скорости теплопередачи при ГПН), чем обеспечиваются более высокие температура и де-формативная способность распыляемых частиц при ударе о подложку, оптимизирующие условия формирования покрытия. Так, прочность сцепления с основой алюминиевого покрытия, нанесенного этим методом, составляет 10 МПа, а методом ГПН — 5 МПа [42, с. 218—225]. Кроме того, коррозионная стойкость этих покрытий выше ( 9). На адгезию цинковых покрытий способ напыления практически не влияет. При толщине покрытия 200—300 мкм она в обоих случаях составляет [c.223]

Напыление цинковых или алюминиевых покрытий на стальные болтовые соединения представляет особое значение. При напылении цинковых покрытий легко получить коэффициент скольжения 0,45-0,55, а при напылении алюминиевых покрытий он увеличивается до 0,7. [c.46]

Мульчирование почвы — одна из крупнейших областей использования пластмассовых пленок в сельском хозяйстве, так как при невысоких затратах оно значительно повышает урожайность многих культур (в среднем на 20—100%) и сокращает сроки созревания. Для мульчирования используют прозрачные, черные, серые и коричневые, а также отражающие пленки с напыленным алюминиевым покрытием. [c.294]

От способа нанесения алюминиевых покрытий зависит стойкость изделий против образования окалины [29] — это показано на рис. 12.8. Кроме того, при выборе способа алитирования следует учитывать разницу в отношении температуры, при которой ведется процесс, и затрат времени и металла (табл. 12.11). Здесь необходимо заметить, что слои цинка и алюминия, полученные напылением, сами по себе еще не дают достаточной защиты и должны быть соответствующим образом дополнительно уплотнены. Для этого их пропитывают жидким стеклом или раствором буры [c.601]

Заслуживает интерес применение напыленного алюминиевого покрытия для повышения стойкости стали к высокотемпературному окислению при температурах до 900° С. Деталь подвергают обдуву металлической крошкой, после чего напыляют слой алюминия толщиной около 0,2 мм. Затем наносят слой битума или жидкого стекла и подвергают деталь диффузионному отжигу в печи при 850° С в течение 30 мин. Окончательное покрытие состоит пз последовательности сплавов алюминий — железо и наружной пленки алюминиевого окисла (рис. 6.29). Такое покрытие будет сопротивляться окислению в течение очень длительного времени при температурах до 900 С. При более высоких температурах диффузия железа в алюминий становится настолько быстрой, что слой сплава обогащается железом, и верхний слой содержит уже недостаточное количество алюминия для того, чтобы обеспечивать дальнейшую защиту. Усовершенствование этого процесса заключается в использовании алюминия, содержащего 0,75% d. Для этого сплава отпадает необходимость в операции покрытия деталей слоем битума или жидкого стекла. Деталь после нанесения на нее покрытия сразу же помещают в печь. Использование этого метода позволяет получать более толстый диффузионный слой. Этот процесс может быть использован и для некоторых марок чугуна. Но если в последнем слишком высоко содержание свободного графита, то алюминиевый слой не будет защищать от высокотемпературного окисления. [c.383]

Следует подчеркнуть, что качество алюминиевых (как, впрочем, и других) покрытий резко зависит от способа их образования. Покрытие, нанесенное распылением, вследствие своей пористости оказывается гораздо менее эффективным, чем полученное погружением изделия в расплав. Лишь после термообработки защищенных изделий в вакууме или в нейтральной атмосфере защитное действие напыленных покрытий значительно улучшается благодаря возникновению промежуточного диффузионного слоя. Высокими качествами обладает алюминиевое покрытие, сконденсированное из паровой фазы на горячую поверхность. [c.96]

Поры играют важную роль в защитных свойствах напыленного алюминия. Его поведение совершенно отличается от поведения массивного металла. Распыление алюминия на практике используют для защиты от коррозии деформируемого алюминия. Пористость алюминиевых покрытий несколько выше, чем цинковых, причем открытая пористость может достигать 10%, хотя обычно она близка к 5%. Каждая частица [c.381]

В промышленных условиях скорость коррозии алюминия составляет только одну треть скорости коррозии цинка и затухает во времени благодаря хорошей адгезии продуктов коррозии. Наряду с этим покрытие может часто действовать как анодное для стали и для менее коррозионностойких алюминиевых сплавов. Хадсон [20] показал, что срок службы алюминиевого покрытия, нанесенного способом напыления на стали, в условиях очень агрессивной промышленной атмосферы Шеффилда составит 4,5 года при толщине покрытия 38 мкм и более 11,5 лет при толщине 75 мкм. Алюминиевое покрытие, полученное напылением толщиной 125 мкм, также обеспечивает полную защиту против расслаивающей коррозии и коррозионного растрескивания алюминиевых сплавов системы алюминий — медь —магний (НЕ 15) и алюминий — цинк—магний (ДТД 683) при испытаниях до 10 лет в промыщленной и морской атмосфере [25, 26]. [c.398]

Алюминирование напыленных покрытий. Для работы при высоких температурах (от 550 до 900° С) рекомендуется нагрев стали с нанесенным на нее покрытием до 800— 900° С либо в слабой окислительной атмосфере, либо в каменноугольной смоле, для того чтобы вызвать диффузию на поверхности раздела сталь — алюминий. Окисление алюминиевого покрытия во время этой термообработки может быть также понижено или путем протекторной защиты гидроокисью кальция с силикатом натрия, или использованием в качестве покрытия сплава А1—0,75 d. Покрытие распылением с последующей термообработкой известно под названием алюминирование , однако правильнее термин алюминирование напыленного покрытия для отличия от процесса алюминирования при погружении в горячий расплав, который производится (после предварительной обработки металлической поверхности) путем погружения в ванну с расплавленным алюминием. [c.401]

Сопротивление коррозии алюминиевого покрытия равно сопротивлению коррозии алюминия той же толщины. Особое поведение наблюдается у напыленных покрытий (что обычно связано с текстурой), а также у покрытий, полученных методом алюминирования, и других покрытий, в которых происходит процесс диффузии из основного металла. [c.404]

Из всех металлов, наносимых в качестве покрытий способом распыления, алюминий является предпочтительным в агрессивных средах, таких как морская среда, в подкисленных средах и в промышленной атмосфере, содержащей примеси сернистого газа и других серусодержащих веществ. Алюминиевые покрытия являются менее подходящими, чем цинк, в большинстве сильнощелочных сред. Покрытия, состоящие из смеси или соединений состава алюминий — цинк, приблизительно в соотношении 65 2п — 35 А1 уже используются в промышленном масштабе сообщают, что первоначально образующиеся пятна ржавчины, иногда связанные с недостаточной защитой алюминиевым покрытием, на данном покрытии отсутствуют. Покрытие смесью алюминий — цинк может также обеспечить гальваническую защиту некоторых алюминиевых сплавов, где обычно покрытие только одним алюминием не обеспечивает необходимой электрохимической защиты. Были проведены испытания двухслойных покрытий, полученных путем напыления или алюминия и цинка, или двух сортов алюминия, для проверки защиты покрытия от появления пятен ржавчины или улучшения протекторной защиты. В этом опыте такая двойная система защиты не имела преимуществ по сравнению с покрытием из слоя одного металла. [c.405]

Испытания для Коррозионного подкомитета Американского общества по сварке были проведены Кларком в жесткой морской и промышленной атмосфере. За четыре года выдержки наибольшую защиту сталей показали напыленные алюминиевые покрытия в комбинации с виниловым лакокрасочным покрытием, пигментированным алюминием, в следующих средах в морской атмосфере, при погружении в морскую воду, при переменном погружении в морскую воду и экспозиции на воздухе (условия отливов и приливов), в промыщленной атмосфере, загрязненной соединения серы. [c.405]

Вплоть до 750° С характеристики всех алюминиевых диффузионных покрытий можно считать очень хорошими, однако выше этой температуры результаты могут зависеть от толщины покрытия, диффузионной обработки и специфических сред, встречающихся во время эксплуатации. Напыленные алюминиевые покрытия можно использовать до температуры 900° С после диффузионной обработки. На покрытия, полученные погружением в горячий расплав, также благотворно действует диффузионная обработка. При этом переход кремния из сплава-покрытия в сплав-основу улучшает характеристики при увеличении температуры. [c.406]

Контакт стали с алюминием разблагораживает ее потенциал до менее значительных величин. По данным В.В. Герасимова, алюминиевое покрытие с толщиной 0,3 мм, полученное газопламенным напылением, обеспечивает катодную защиту стали марки ОХ18ШОТ в хлорсодержащих средах. В контакте со сталью скорость коррозии алюминия растет на порядок и близка к измеряемому току пары, равному 19,1 мкА/см . Потенциалы стали, В (по н,в.э),.в центре непокрытого участка в зависимости от его диаметра приведены ниже. [c.85]

Фирма Met o провела 18-летние испытания пластин из малоуглеродистой стали с цинковыми и алюминиевыми покрытиями, полученными путем газопламенного напыления [218]. Образцы экспонировались на средней отметке прилива и при полном погружении в двух различных местах. Атмосферные испытания проводили в шести различных местах и включали экспозицию в сельской, промышленной и морской атмосферах, а также в солевом тумане. Полученные результаты показали, что исследованные покрытия обеспечивают защиту малоуглеродистой стали во всех перечисленных средах а течение 18 лет и более. [c.196]

Алкилалюминийгалогениды, в частности этилалюминийбромиды, являются также эффективными катализаторами алкилирования этилбензола и циклогексепа. Кроме того, алкилалюминийгалогениды, как и алюминийтриалкилы, используются для напыления металлического алюминия на различные поверхности, а также для нанесения гальванического алюминиевого покрытия. [c.379]

Такая система покрытий обеспечивает защиту стальной основы от водородного охрупчивания и коррозии и изнашивания гидро- или газоабразивным потоком. Двухслойное покрытие с наружным слоем, состоящим в основном из оксида алюминия, можно получать последовательным плазменным напылением с плавным переходом от А1 к А12О3 или окислением части нанесенного алюминиевого покрытия. [c.54]

Алкилалюминийгалогениды, как и алюминийтриалкилы, довольно широко применяют в качестве компонентов каталитических систем при полимеризации. Для полимеризации непредельных соединений наиболее предпочтительно использовать алкилалюминийхлориды совместно с тетрахлоридом титана. Алкилалюминийгалогениды, в частности этилалюминийбромиды, являются также эффективными катализаторами алкилирования этилбензола и циклогексена. Кроме того, алкилалюминийгалогениды, как и алюминийтриалкилы, используют для напыления металлического алюминия на различные поверхности и для нанесения гальванического алюминиевого покрытия. [c.402]

Конечно, вред, причиняемый коррозией, можно уменьшить, если вместо обычных сталей применять нержавеющие стали с повышенным содержанием хрома и никеля, однако это дорого. Более дешевый способ-напыление на обычную сталь слоя алюминия или хрома толщиной менее 0,(Ю1 мм. Когда после второй мировой войны возникла необходимость заменить белую жесть (сталь, покрытую слоем цинка), применявшуюся для изготовления консервных банок и других целей, то в США в качестве заменителя была создана хромированная жесть. Она нашла широкое применение для изготовления емкостей для пива и других напитков. В ГДР в настоящее время разработана сталь с алюминиевым покрытием (эбаль), не уступающая по качеству белой жести. С помощью этого материала может быть удовлетворено 60-70% потребности в белой жести в нашей республике. [c.274]

При электродуговом напылении пористость металлизационных цинковых и алюминиевых покрытий составляет примерно 12 и 14% соответственно. Их плотность повышают обработкой механическим и химическим способом или нанесением лакокрасочных материалов. Механический способ состоит в обработке покрытий стальными проволочными щетками (карцовка), в ре- [c.229]

Исходя из положения алюминия в электрохимическом ряду, можно было бы ожидать, что он будет защищать сталь в местах несплошностей более эффективно и на более обширной площади, чем цинк. Однако алюминий с окисной пленкой более электроположителен, чем цинк, и, таким образом, хотя напыленный алюминий и будет защищать сталь за счет собственного растворения, его действие в этом отношении не будет столь эффективным, как защитное действие цинка. Таким образом, электролит, прошедший через напыленное алюминиевое покрытие в первые часы после его нанесения, вызовет коррозию с образованием нерастворимых продуктов, которые полностью закупоривают поры в алюминии, и поэтому после небольшого отрезка времени алюминиевое покрытие становится абсолютно непроницаемым для влаги. В случае механического нарушения покрытия этот механизм самозалечивания дополняется защитным действием алюминия за счет его анодного растворения. В результате образуются нерастворимые продукты коррозии, и место нарушения в покрытии тотчас же залечивается. Алюминий не дает больших по объему продуктов коррозии и поэтому слой краски, покрывающий напыленное покрытие, не вспучивается. Алюминиевые покрытия на стали, полученные методом распыления, экспонировали более 20 лет в очень суровых атмосферных условиях (Конгелла) и показали прекрасные защитные свойства. Единственным результатом такой длительной выдержки было появление небольшого числа маленьких бугорков окисла алюминия, которые, по-видимому, не могут явиться центрами коррозии в будущем. Алюминиевые покрытия чрезвычайно привлекательны тем, что обеспечивают защиту как в условиях погружения, так и в атмосферных условиях, но наиболее ценной является их стойкость в коррозионно активных электролитах, обладающих и высокой электропроводностью. Алюминиевые напыленные покрытия дают хорошие результаты в морской воде и обладают прекрасной стойкостью в сернистых атмосферах, однако в средах, содержащих серу и хлор, растворимость продуктов коррозии алюминия, повидимому, повышается, и поэтому для защиты от коррозии в таких комбинированных средах предпочтение отдают цинковому покрытию. Если свеженапыленное на сталь алюминиевое покрытие экспонируется в течение нескольких часов в чистой воде, то оно иногда покрывается бурыми пятнами, что обусловлено катодным действием алюминия на сталь в эти первые несколько часов, По-видимому, такое действие связано с наличием в покрытии окисных слоев. Очень небольшое количество железа корродирует (растворяется) в течение начального периода выдержки, но затем алюминий начинает действовать как обычно, т. е. как анод. Образующиеся нерастворимые окислы [c.382]

Скотт показал, что неокрашенное напыленное покрытие толщиной 0,075 мм алюминия и цинка обеспечивает хорошую защиту в течение 15 лет в морской и сельской атмосферах, несколько лучшую по сравнению только с алюминиевым покрытием. Испытания в промышленной атмосфере показали, что алюминиевые покрытия после 15 лет эксплуатации превосходят цинковые покрытия. При погрулморскую воду цинковые покрытие толщиной 0,075 мм сохраняется только в течение четырех лет, в то время как той же толщины алюминиевое покрытие обеспечивает защиту стали более чем 14 лет. [c.405]

PVD-COATING ВАКУУМНОЕ НАПЫЛЕНИЕ АЛЮМИНИЯ НА ДЕТАЛИ ИЗ ПЛАСТМАСС (ВАКУУМНАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ) PVD – PHYSICAL VAPOUR DEPOSITION

СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ H5950

Антикоррозионный эпоксидный грунт Быстросохнущий антикоррозионный эпоксидный грунт, отверждаемый аминоаддуктом СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ Отвердитель для эпоксидного грунта Отвердитель для эпоксидного грунта Разбавитель

Подробнее
PROTECT 321. Техническая карта

Полиуретан-aкриловый грунт Заполняющий полиуретано-акриловая грунт отверждаемый алифатическим изоцианатом; содержащая антикор розийные пигменты. СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ Быстрый, стандартный и медленный отвердитель
Подробнее
СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ HARD

Акриловый грунт Заполняющий акриловый грунт отверждаемый алифатическим изоцианатом. СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ HARD 0 Быстрый, стандартный отвердитель для полиуретановых продуктов Универсальный разбавитель стандартный,
Подробнее
Ñîäåðæàíèå. Предисловие 11. Введение 12

Ñîäåðæàíèå Предисловие 11 Введение 12 Глава 1. Пробои на катоде магнетрона 16 1.1. Что такое пробой 16 1.2. Механизм возникновения пробоев на катоде 17 1.3. Причины пробоев на катоде при реактивном магнетронном
Подробнее
PROTECT 368 UHS. Техническая карта

Антикоррозионный эпоксидный грунт UHS Антикоррозионный эпоксидный грунт с высоким содержанием твердых частиц, отверждаемый аминоаддуктом СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ Отвердитель для эпоксидного грунта Разбавитель
Подробнее
Содержание. Введение… 8

Содержание Введение… 8 ЧАСТЬ 1. НАПЫЛЕНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК…11 Глава 1. Технологические особенности нанесения резистивных слоев…11 1.1 Резисторы из силицидов тугоплавких металлов…11 1.2. Способы получения
Подробнее
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ Процесс нанесения расплавленного Me при помощи сжатого воздуха или газа на поверхность детали называется металлизацией. Металл, расплавленный в металлизаторе, распыляется
Подробнее
СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ H5950

Антикоррозионный эпоксидный грунт Быстросохнущий антикоррозионный эпоксидный грунт, отверждаемый аминовым аддуктом. СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ Отвердитель для эпоксидного грунта Отвердитель для эпоксидного грунта
Подробнее
Формирование прокладок

Формирование прокладок Герметизация фланцевых соединений Для чего предназначены фланцевые герметики? Прокладки препятствуют утечке жидкостей или газов, образуя непроницаемые барьеры между прилегающими
Подробнее
СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ Spectral 2K

Двухкомпонентная акриловая система смешивания СВЯЗАННЫЕ ПРОДУКТЫ Spectral PLAST 775 Spectral EXTRA 835 Spectral EXTRA 895 Spectral S-D10 Акриловые моноэмали Стандартный отвердитель, быстрый, медленный
Подробнее
МАСТЕРСКИ ПРИ ЛЮБЫХ УСЛОВИЯХ

МАСТЕРСКИ ПРИ ЛЮБЫХ УСЛОВИЯХ! UBS средство для защиты кузова MULTI мультифункциональная шпатлевка FÜLLER 100 акриловый грунт FIBER шпатлевка со стекловолокном KLARLACK 300 акриловый лак МАСТЕРСКИ ПРИ ЛЮБЫХ
Подробнее
RU (11) (51) МПК H01J 37/30 ( ) C23C 14/00 ( )

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (51) МПК H01J 37/30 (2006.01) C23C 14/00 (2006.01) 172 351 (13) U1 R U 1 7 2 3 5 1 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Подробнее
Репозиторий БНТУ УДК 621.7/

УДК 621.7/.9.048.7 82 Котов С.Ю., Беляев Г.Я. ИОННО-ПЛАЗМЕННОЕ УПРОЧНЕНИЕ ПОДШИПНИКОВЫХ СТАЛЕЙ БНТУ, Минск, Республика Беларусь В последнее время во всем мире широкое распространение получают исследования
Подробнее
ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

ZETKAMA Sp. z o.o. Poland ul. 3 Maja 12 PL 57-410 Ścinawka Średnia Tel: +48 74 86 52 100 Клапан обратный подъемный ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ Фигура 277 07/2016 СОДЕРЖАНИЕ 1. Описание продукта 2. Требования
Подробнее
Снятие и установка распредвалов

Стр. 1 из 8 Снятие и установка распредвалов Необходимые специальные приспособления, контрольные и измерительные приборы, а также вспомогательные средства t Выколотка -T10133/3- из набора инструментов для
Подробнее
Сантехмастер ЗЕЛЕНЫЙ (до 1,5″)

Сантехмастер ЗЕЛЕНЫЙ (до 1,5″) Макс. диаметр соединения, дюйм : 1 Мин. диаметр соединения, дюйм : 0 Инструкция : подробная; в комплекте к каждому флакону Можно уплотнить : 60 (1″-соединений) Мин. температура
Подробнее
«ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА»

1 ГБОУ СОШ пос. Октябрьский г. о. Похвистнево РЕФЕРАТ (по физике) «ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА» Выполнил: Кинжалеев Максим Ученик 7 класса Руководитель: Малашко Елена Ивановна 2014 2 Содержание Введение… 2 стр.
Подробнее
PROTECT 300 Aкриловый грунт

Техническая карта Aкриловый грунт СВОЙСТВА АКРИЛОВЫЙ ГРУНТ основной грунт в нашем предложении. Благодаря использованию высокого качества смол и специальных добавок имеет очень хорошую адгезию к разным
Подробнее
ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

ZETKAMA Sp. z o.o. Poland 57-410 Ścinawka Średnia Ul. 3 Maja 12 Tel: +48 748 652 100 ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ФИЛЬТР СЕТЧАТЫЙ Фигура 821 Издание: 2/2016 Дата: 01.07.2016 СОДЕРЖАНИЕ 1. Описание изделия
Подробнее
Новые виды стекол, применяемых в строительстве Инж. О.А. Емельянова, к.т.н. А.Г. Чесноков, д.т.н., профессор В.Е. Маневич, (АО “ГИС”, Москва)

Новые виды стекол, применяемых в строительстве Инж. О.А. Емельянова, к.т.н. А.Г. Чесноков, д.т.н., профессор В.Е. Маневич, (АО “ГИС”, Москва) Традиционно стекло в строительстве использовалось только, как
Подробнее
ОБОРУДОВАНИЕ, ВЫПУСКАЕМОЕ ВИАМ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ОБОРУДОВАНИЕ, ВЫПУСКАЕМОЕ ВИАМ ВИАМ предлагает изготовление и поставку оборудования
Подробнее
Критерии качества продукции

Критерии качества продукции. Внешний вид паяного соединения ровная, однородная, гладкая, блестящая поверхность паяного соединения. Припой покрывает паяемые поверхности. Хорошее смачивание припоем. матовая
Подробнее
ТЕХНИЧЕСКАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ ЭПОКСИДНАЯ ПОРОШКОВАЯ КРАСКА İBA KİMYA Описание EE59 это быстро реактивное эпоксидное покрытие, которое обеспечивает декоративные и механические свойства. ЕЕ59 может использоваться
Подробнее
Емк. Ёмк. Название товара Цвет шт/уп.

ACRYLIC PRIMER – АКРИЛОВЫЙ ГРУНТ однокомпонентый заполняющий грунт, предназначенный прежде всего для выравнивания шпатлеванных поверхностей и старых лаковых покрытий. Идеален для мелкого ремонта. Главным
Подробнее
3.4 Химическая коррозия Лекция 16

3.4 Химическая коррозия Лекция 16 Химическая коррозия металлов это самопроизвольный окислительновосстановительный процесс, подчиняющийся законам гетерогенных химических реакций, которые осуществляются
Подробнее
Fomblin PFPE: Смазочные жидкости

Если присутствие высокой температуры, химикалий, растворителей, коррозии, токсичности, воспламеняемости, проблемы совместимости, срока службы или истощения озонового слоя -являются некоторыми из ваших
Подробнее
ДЕКОР ЛАК ТУ

ТУ 20.30.12-008-52560990-2017 Описание материала Область применения Однокомпонентный полимерный лак на основе модифицированной виниловой смолы, функциональных добавок и органических растворителей. Отверждается
Подробнее
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Page 1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛОВ Page 2 Наполняющие шпатлёвки Арт.# 2-100-1000 1,0кг. 2-100-2000 2,0кг. Двухкомпонентная полиэфирная наполняющая шпатлёвка. Предназначена для устранения крупных неровностей
Подробнее
Переход на магнетронный способ напыления алюминия на МДП структуры, технические и технологические решения
Для решения вышеперечисленных проблем предпринята разработка технологии напыления алюминиевых покрытий магнетронным способом. В процессе работы проведена модернизация технологической установки, вакуумная система откачки напылительной камеры заменена на безмасляную. Установлены магнетроны, рис. 3 а., способные работать как в ВЧ режиме (RF), так и в режиме постоянного тока (DC). В процессе работы опробованы алюминиевые мишени 2-х типов: чистый алюминий степени чистоты 6N и алюминий чистоты 5N8 с примесью 1%Si.
Магнетронный способ напыления предоставляет более широкий спектр возможностей управления технологическим процессом.
Дополнительная очистка поверхности подложек в плазме разряда. Испарение алюминия с поверхности мишени более мелкими фракциями, нежели при резистивном испарении. Меньшая скорость осаждения металла положительно влияет на адгезию алюминия. Возможно использовать более низкие температуры нагрева подложек при предварительном обезгаживании и в процессе напыления алюминия на подложки, снижается термическое воздействие на обрабатываемые МДП структуры.
Работа в относительно широком диапазоне рабочих давлений плазмообразующего газа, в совокупности с возможностью изменения мощности разряда в пределах 20-30% позволяет отработать стабильный, хорошо контролируемый технологический процесс, обеспечивающий управление зернистостью пленки алюминия и скоростью роста пленки.
Магнетронный способ распыления рабочего материала мишени позволяет работать с алюминиевыми мишенями с добавлением различных материалов, в частности кремния, что позволяет исключить растворение кремния в слое пленки алюминия в области контактов, и как следствие, снизить образование «ямок травления».
Возможность остановить и продолжить процесс напыления на любом этапе, использование «сухой» откачки, проведение непрерывного процесса напыления (без необходимости переключения между спиралями) позволяет исключить образование прочной, хотя и тонкой пленки Al₂O₃ между слоями алюминия.
Использование планарного механизма вращения подложек, рис. 3б, вместо планетарного, показанного на рис. 1б, изменение расстояния от подложки до мишени в широких пределах (до 30 см), позволило добиться равномерности толщины пленки по диаметру подложки в пределах 3-4%. Время напыления пленки толщиной 0,5 мкм не превышает 35 минут.
Изготовление мишеней требуемой конфигурации, степени чистоты металла и с необходимыми примесями, не представляет технической сложности.
Замена мишеней производится только после полной выработки предыдущей мишени. Для контроля качества мишени достаточно произвести измерение вольт-фарадных характеристик тестовых МОП-структур с напыленными алюминиевыми электродами.
Конструкция магнетронов позволяет работать при давлении в камере порядка (2÷6)·10^-3мбар (0.2÷0.6 Па).
Одним из основных требований при разработке процесса было получение электрофизических характеристик МДП-структур не хуже, чем получаются при «резистивном» способе испарения. Качество структур оценивалось по C-V характеристикам МДП-структур.
Из рис. 4 видно, что вольт-фарадные характеристики покрытий, полученных магнетронным способом, практически не отличаются от характеристик покрытий, полученных резистивным способом. Небольшой сдвиг C-V характеристики в сторону положительных напряжений для «магнетронной» структуры, свидетельствует о меньшей величине встроенного заряда, что может объясняться, в частности, отсутствием примесей щелочных металлов, наличествующих в вольфраме, из которого изготавливаются спирали. Анализ электрофизических параметров полученных покрытий в сравнении с резистивными пленками алюминия проводился по нескольким параметрам, в том числе и по времени жизни неосновных носителей, однако ограниченный объем настоящего доклада не позволяет привести все полученные данные.
Одним из требований, предъявляемых к пленкам алюминия является минимальная взаимная диффузия на границе раздела Al–Si. Растворимость Si в Al по массе достаточно велика: 0,25% при Т= 400K и 0,8% при 500K. В этом диапазоне температур коэффициент диффузии Si в тонкие пленки Al примерно в 40 раз выше, чем в объемный Al, что объясняется тем, что диффузия Si в тонких пленках Al идет главным образом вдоль границ зерен.
За счет растворения Si в Al в приповерхностной области кремния в контактных окнах возникают микропустоты, заполняемые за счет встречной диффузии атомов алюминия, причем возможно проникновение при термообработке Al внутрь контактных окон на глубину более 1 мкм. Если на участках контакта есть диффузионный переход с глубиной менее 1 мкм, может произойти замыкание перехода. Для исключения такого типа отказов переходов в Al добавляют в небольшой концентрации (обычно 0.5–1%) Si [2].
Взвешивание преимуществ распыления по сравнению с испарением

Опубликовано 18 декабря 2018 г. 20 января 2020 г.

При сравнении четырех основных типов физического осаждения из паровой фазы (PVD) для тонких пленок важно знать преимущества и недостатки каждого, прежде чем решать, какой метод лучше всего подойдет для вашего приложения. PVD может происходить посредством распыления (магнетронный или ионный пучок), при котором используются энергичные ионы, сталкивающиеся с мишенью для выброса (или распыления) материала мишени, или путем испарения (терморезистивное и электронно-лучевое), которое основывается на нагревании твердого исходного материала мимо его температура испарения.Ранее мы сравнивали, какой метод PVD использовать, исходя из его преимуществ. В этом посте мы более подробно рассмотрим технические плюсы, минусы и распространенное использование каждого типа техники PVD.

Обзор резистивного термического испарения

Резистивное термическое испарение применяет тепловую энергию от резистивного источника тепла к твердотельному материалу в вакуумной камере, который испаряет источник. Пар конденсируется на подложке, образуя тонкую пленку исходного материала. Это одна из самых распространенных и простых форм физического осаждения из паровой фазы.

Pros

Может использоваться с металлами или неметаллами, включая алюминий, хром, золото, индий, и хорошо подходит для приложений, использующих электрические контакты

Хорошо подходит для материалов с низкими температурами плавления, таких как сплавы, содержащие ртуть или галлий

Превосходная однородность при использовании планетарной фиксации подложки и масок однородности (но плохая без)

Высокая скорость наплавки <50 ангстрем в секунду (Å / s)

Хорошая направленность

Очень низкая стоимость по сравнению с другими методами PVD

Наименее сложный процесс PVD

Совместим с ионным источником

Минусы

Плохая однородность (без планетарной передачи и масок)

Самый высокий уровень примесей для любого метода PVD

Качество пленки низкое, но может быть улучшено с помощью ion-assist

Умеренное напряжение пленки

Ограниченная масштабируемость

Использует

Тонкопленочные устройства (OLED, солнечные элементы, тонкопленочные транзисторы), требующие нанесения металлических контактных слоев

Соединение пластин (когда требуется осаждение индиевых выступов)

Позволяет совместное осаждение нескольких компонентов путем регулирования температуры отдельных тиглей

Обзор электронно-лучевого испарения

Электронно-лучевое испарение, еще один процесс термического испарения, использует электронный луч для фокусировки большого количества энергии на исходный материал в медном поде или тигле с водяным охлаждением.Это обеспечивает очень высокую температуру, которая позволяет металлам и диэлектрикам с высокими температурами плавления (например, золото и диоксид кремния) испаряться, а затем осаждаться на подложке с образованием тонкой пленки. Электронно-лучевое испарение имеет лучшую скорость осаждения, чем распыление или резистивное термическое испарение.

Плюсы

Подходит для металлов и диэлектриков с высокими температурами плавления

Отличная однородность при использовании планетарной передачи и масок (но плохая без них)

Низкий уровень примесей

Высокая скорость осаждения <100 Å / с (лучше чем распыление или резистивное термическое испарение) для высокой производительности

Хорошая направленность

Высокая эффективность использования материала

Совместимость с ионным источником

Минусы

Плохая однородность (без планетарного механизма и масок)

Умеренная устойчивость к нагрузкам

Ограниченная масштабируемость при меньшем использовании и скорости наплавки

Умеренная стоимость и умеренная сложность системы

Использует

Лазерная оптика, солнечные панели, очки и архитектурное стекло

Подходит для массового серийного производства

Металлизация, отрыв, и прецизионные оптические покрытия

Обзор M agnetron Sputtering

Магнетронное распыление – это метод нанесения покрытия на основе плазмы, при котором положительно заряженные энергичные ионы из удерживаемой магнитом плазмы сталкиваются с отрицательно заряженным материалом мишени, выбрасывая (или «распыляя») атомы из мишени, которые затем осаждаются на подложку.Этот процесс происходит в замкнутом магнитном поле, чтобы улавливать электроны и повышать эффективность – создавая плазму при более низких давлениях, что снижает включение газа в пленку и потери энергии в распыляемом атоме. Этот метод обеспечивает хорошее качество пленки и максимальную масштабируемость среди всех типов PVD.

Плюсы

Хорошо для металлов и диэлектриков

Однородность хорошая для лучшего выхода, хотя улучшение однородности может быть трудным и дорогостоящим

Низкий уровень примесей

Плотность пленки очень хорошая при умеренных и высоких напряжениях

Сильное осаждение скорость <100 Å / с для металлов, хорошо для приложений с высокой производительностью

Наивысшая степень масштабируемости (с возможностью автоматизации)

Минусы

Низкая скорость осаждения диэлектриков (1-10 Å / с)

Низкая направленность , но может быть улучшена с помощью геометрии системы

Высокая стоимость и сложность системы

Энергетический материал мишени может вызвать нагрев подложки

Использует

Очень плотные пленки, требующие сильной адгезии

Нанесение металлических или изоляционных покрытий для определенных оптических и электрических свойства

Приложения, требующие высокого уровня автоматизации

900 10 Обзор ионно-лучевого распыления
Ионно-лучевое распыление (IBS) – это процесс, при котором ионный пучок фокусируется на мишени и распыляет материал на подложку.Процесс является моноэнергетическим и сильно коллимированным, поскольку ионы обладают одинаковой энергией и направленностью. Этот процесс осаждения тонких пленок позволяет получать самые плотные пленки высочайшего качества.

Плюсы

Хорошо для металлов и диэлектриков

Отличная однородность (лучший из всех процессов PVD)

Очень низкий уровень примесей (самый низкий из всех процессов PVD)

Производит пленку высочайшего качества из всех процессов PVD

Отлично направленность (точный контроль)

Более низкое поглощение и разброс по сравнению с другими методами PVD

Подходит для низкотемпературных применений

Cons

Низкая скорость осаждения (1-2 Å / с)

Низкая масштабируемость, что приводит к снижению производительности

Самый медленный, самый сложный и дорогостоящий метод осаждения

Высокие напряжения

Использует

Прецизионная оптика или производство полупроводников, где необходимы высококачественные пленки

Идеально, когда необходимы долговечность и стабильность

Отлично подходит для контроля пленки необходима толщина или стехиометрия

Выбор подходящего процесса PVD 90 011
При выборе между терморезистивным испарением, электронно-лучевым испарением, магнетронным или ионно-лучевым напылением необходимо учитывать несколько технологических критериев.Хотя распыление (особенно ионно-лучевое) дает лучшее качество и однородность пленки, что может привести к более высокому выходу, оно также является более дорогостоящим и сложным, чем испарение. С другой стороны, когда вы занимаетесь крупносерийным производством и требуется высокая производительность, испарение обеспечивает более высокую скорость осаждения, но помните, что масштабируемость ограничена. Это делает напыление идеальным для обработки больших партий, в то время как магнетронное распыление лучше для высокоавтоматизированного крупносерийного производства, особенно для тонких пленок с коротким временем осаждения.

Любое решение, касающееся PVD-обработки тонкой пленки, должно учитывать правильный баланс стоимости системы, выхода, производительности и качества пленки. Если вам нужна помощь в выборе, свяжитесь с нами – мы будем рады помочь вам в этом процессе.

Распыленный алюминий не блестит, несмотря на чистый образец и проверку на герметичность

образование .

2006 г.
Q.

Проблема с алюминиевым напылением CD / DVD
22 апреля 2014 г.
Q. Уважаемый сэр,
У нас есть VDL-Odms Profilinear (Нидерланды). При напылении алюминия возникает проблема. После смены цели и маски системе сначала требуется процесс инициализации, она сначала считывает свои ватты и энергию, а затем запускается в производство. Наша линия шла хорошо в производстве, и однажды компакт-диск застрял внутри камеры (внутренний обработчик).

Мы сняли внутренний манипулятор, удалили застрявший диск и снова собрали.И после этого система не инициализируется. Изменил все его детали и аргоновый клапан, а также установил параметр процесса, но не смог его решить. Наконец, мы меняем металлизатор (всю систему) на другую машину, и она работает без сбоев.

Вы можете предположить, в чем причина? Я делаю все (например, ПЛК B&R, насос блокировки нагрузки, вакуумный насос, контроллер массового расхода (аргон), датчик Пирани, вакуумметр. Замена жесткого диска – все, что сделано до уровня обслуживания. Наконец, я только сомневаюсь в мотор-редуктор, поэтому мы меняем металлизатор на другой станок и запускаем линию.

finish.com стало возможным благодаря …
этот текст заменен на bannerText

Заявление об ограничении ответственности: на этих страницах невозможно полностью диагностировать проблему отделки или опасности операции. Вся представленная информация предназначена для общего ознакомления и не отражает профессионального мнения или политики работодателя автора. Интернет в основном анонимный и непроверенный; некоторые имена могут быть вымышленными, а некоторые рекомендации могут быть вредными.

Если вы ищете продукт или услугу, связанную с отделкой металлов, посетите следующие каталоги:

О нас / Контакты – Политика конфиденциальности – © 1995-2021 finish.com, Pine Beach, New Jersey, USA

Что такое радиочастотное распыление?

Написано Мэттом Хьюзом, президентом компании Semicore Equipment, Inc.

ВЧ или радиочастотное распыление – это метод, связанный с изменением электрического потенциала тока в вакуумной среде на радиочастотах, чтобы избежать накопления заряда на определенных типах распыляемых материалов мишеней, что со временем может привести к возникновению дуги в плазме, которая извергает капли, создавая проблемы с контролем качества на тонких пленках – и может даже привести к полному прекращению распыления атомов, завершая процесс.

Традиционное напыление на постоянном токе – это экономичный способ нанесения покрытий на металлические мишени, которые являются электрическими проводниками, такими как золото. Однако распыление постоянным током ограничено, когда речь идет о диэлектрических материалах мишени – покрытиях, которые являются непроводящими изоляционными материалами, которые могут принимать поляризованный заряд. Примеры обычных материалов для диэлектрических покрытий, используемых в полупроводниковой промышленности, включают оксид алюминия, оксид кремния и оксид тантала.

Схема процесса высокочастотного распыления

Как и в случае распыления постоянным током, RF распыление пропускает энергетическую волну через инертный газ в вакуумной камере, который становится ионизированным.Материал мишени или катод, который должен стать тонкопленочным покрытием, бомбардируется этими высокоэнергетическими ионами, распыляющими атомы в виде тонкой струи, покрывающей покрываемую подложку. В радиочастотном магнетронном распылении используются магниты за отрицательным катодом для захвата электронов над отрицательно заряженным материалом мишени, чтобы они не могли бомбардировать подложку, что обеспечивает более высокую скорость осаждения.

Со временем образуются положительные ионы, которые накапливаются на поверхности мишени, придавая ей положительный заряд.В определенный момент этот заряд может накапливаться и привести к полному отделению распыляющихся атомов, разряжаемых для покрытия.

Посредством чередования электрического потенциала с радиочастотным распылением поверхность материала мишени может быть «очищена» от накопления заряда с каждым циклом. В положительном цикле электроны притягиваются к материалу мишени или катоду, создавая отрицательное смещение. На отрицательной части цикла, которая происходит на радиочастоте 13,56 МГц, используемой во всем мире для оборудования RF-источника питания, продолжается ионная бомбардировка распыляемой мишени.

RF Распыление дает несколько преимуществ в зависимости от вашего конкретного применения. ВЧ-плазма имеет тенденцию рассеиваться по всей камере, а не концентрироваться вокруг катода или материала мишени, как при распылении постоянным током.

RF Sputtering может поддерживать плазму по всей камере при более низком давлении (1-15 мторр). В результате меньше столкновений ионизированного газа, что соответствует более эффективному осаждению материала покрытия по линии участка.

Поскольку при радиочастотном распылении целевой материал «очищается» с каждым циклом от накопления заряда, это помогает уменьшить искрение.Дуга возникает там, где из материала мишени или катода в плазму исходит интенсивно сфокусированный и локализованный разряд, который создает капли и проблемы с неравномерным осаждением пленки. Радиочастотное распыление значительно снижает накопление заряда в определенном месте на поверхности материала мишени, что приводит к искрам, которые создают дугу, что вызывает многочисленные проблемы контроля качества.

Эрозия покрытия мишени на беговой дорожке

RF Sputtering также снижает образование «эрозии гоночной трассы» на поверхности материала мишени.При магнетронном распылении круговой узор вытравливается на поверхности материала мишени в результате кругового магнитного поля магнетрона, фокусирующего заряженные частицы плазмы близко к поверхности мишени для распыления. Диаметр круглого узора является результатом действия магнитного поля.

При ВЧ-распылении ширина и глубина гоночной трассы намного меньше из-за переменного характера ВЧ-разряда с электронами, которые меньше удерживаются магнитным полем. Плазма распространяется дальше, создавая более крупную, широкую и мелкую беговую дорожку.Это способствует лучшему, более равномерному и эффективному использованию целевых материалов покрытия без глубокого травления «эрозии гоночной трассы».

Еще одно преимущество высокочастотного распыления заключается в том, что анодный эффект не исчезает, когда покрываемая подложка становится изолированной и приобретает заряд, как в случае распыления постоянным током. Все поверхности развивают заряд в плазме в результате того, что электроны движутся намного быстрее, чем ионы, из-за их меньшего размера и кинетической энергии.

Однако в результате модуляции мощности переменным током на радиочастотах материал, на который наносится ВЧ-распыление, не приобретает такого большого накопления заряда из-за того, что он разряжается каждый полупериод и становится изолированным, что со временем может в конечном итоге приводят к прекращению осаждения тонких пленок.При ВЧ магнетронном распылении магнитное поле образует граничный «туннель», который захватывает электроны около поверхности мишени, повышая эффективность образования ионов газа и ограничивая разряд плазмы. Таким образом, высокочастотное магнетронное распыление позволяет получать более высокий ток при более низком давлении газа, что обеспечивает еще более высокую скорость осаждения.

Хотя радиочастотное распыление предлагает множество очень привлекательных преимуществ в зависимости от типа материала, на который будет наноситься покрытие, необходимо учитывать несколько важных затрат.Поскольку при радиочастотном распылении вместо постоянного тока используются радиоволны, скорость осаждения при радиочастотном напылении значительно ниже, и для этого требуются значительно более высокие напряжения. Для системы распыления постоянного тока обычно требуется от –s 2 до –5 кВ, тогда как для высокочастотного распыления требуется 1012 В для распыления диэлектрических изоляторов.

Радиоволны требуют гораздо более высокого напряжения для достижения тех же результатов осаждения, что и при постоянном токе, поэтому перегрев становится проблемой. Применение ВЧ-мощности сложно, и требуются дорогостоящие высоковольтные источники питания.Требуются сложные схемы, которые могут создавать дополнительные проблемы с перегревом.

Другая проблема заключается в том, что радиочастотные токи проходят по «коже» или поверхности проводников, а не через них. Это означает, что особые кабели / разъемы имеют решающее значение.

Еще одно важное соображение, которое необходимо учитывать при скоростях высокочастотного распыления, – это снижение скорости осаждения из-за отсутствия вторичных электронов, захваченных над мишенью, как при обычном магнетронном распылении для ионизации газа.При всех типах распыления плазма поддерживается за счет пробоя и ионизации инертного газа, такого как аргон, который наиболее широко используется из-за его большей массы по сравнению с другими инертными газами, гелием и неоном.

Путем переменного тока на высокой радиочастоте можно поддерживать плазму с гораздо более низким давлением из-за кинетической энергии, возникающей в результате ускорения и обращения электронов на достаточное расстояние в плазме. Разница в массе между частицами ионизированного газа и электронами позволяет поддерживать плазму без зависимости от захвата вторичных ионов над материалом мишени, как при обычном магнетронном распылении.

Однако это также приводит к более медленной скорости осаждения по сравнению с распылением постоянным током из-за отсутствия вторичных электронов над мишенью. Поскольку скорость осаждения радиочастотным распылением ниже, чем скорость напыления при постоянном токе, и затраты на электроэнергию намного выше, на практическом уровне это означает, что радиочастотное напыление обычно используется на меньших подложках, на которые необходимо нанести покрытие.

Хотя радиочастотное напыление можно использовать для большинства типов тонкопленочных покрытий, оно стало предпочтительным методом нанесения тонких пленок для многих типов диэлектрических покрытий – изолирующих покрытий, которые являются непроводящими и могут принимать поляризованный заряд.Радиочастотное распыление лежит в основе полупроводниковой промышленности, производящей оксидные пленки с высокой изоляцией между тонкопленочными слоями схем микрочипа, включая оксид алюминия, оксид кремния и оксид тантала.

Мэтт Хьюз – президент Semicore Equipment Inc, ведущего мирового поставщика оборудования для распыления для электроники, солнечной энергии, оптики, медицины, военной, автомобильной и смежных высокотехнологичных отраслей. Пожалуйста, позвольте нашему внимательному персоналу службы поддержки ответить на любые ваши вопросы относительно « Что такое радиочастотное распыление? ”и о том, как реализовать лучшие методы и оборудование для ваших конкретных потребностей в оборудовании для высокочастотного распыления тонких пленок, связавшись с нами по адресу sales @ semicore.com или по телефону 925-373-8201.

Статьи по теме

По сравнению с обычным напылением постоянным током, искрение можно значительно уменьшить или даже устранить путем подачи импульсов постоянного напряжения в диапазоне 10–350 кГц с скважностью в диапазоне 50–90%. Импульсный электрический ток постоянного тока обычно в диапазоне нескольких сотен вольт прикладывается к целевому материалу покрытия. напряжение либо отключают, либо меняют на обратное с помощью короткого цикла низкого напряжения, чтобы «очистить» цель от любого накопления заряда….. Подробнее

Путем импульсного воздействия на целевой материал покрытия короткими всплесками энергии очень высокого напряжения – длительностью ~ 100 мкс, порядка кВт⋅см-2, но с относительно короткой продолжительностью или «продолжительностью включения» менее 10% – позволяет для ионизации большой части распыленного материала мишени в плазменном облаке без перегрева мишени и других компонентов системы. У мишени есть шанс остыть в течение преобладающего времени простоя, что приводит к низкой средней катодной мощности 1–10 кВт, что помогает поддерживать стабильность процесса….. Подробнее

Фото: CC by Inmodus

Магнетронное распыление – обзор

2.1.2.2 Магнетронное распыление

Распыление как явление впервые было обнаружено еще в 1850-х годах, но оставалось научным курьезом до 1940-х годов, когда диодное распыление впервые в значительной степени использовалось в качестве промышленного процесса нанесения покрытий. .

Распыление – это процесс, при котором атомы или молекулы материала выбрасываются из мишени за счет бомбардировки высокоэнергетическими частицами.Однако основные недостатки диодного распыления были связаны с очень низкой скоростью напыления и большой стоимостью. Затем, в середине 1970-х годов, появился вариант диодного распыления с магнитным усилением, известный как магнетронное распыление.

Магнетронное напыление – это высокоскоростная технология нанесения покрытий в вакууме для осаждения металлов, сплавов и соединений на широкий спектр материалов толщиной до миллиметра. Он демонстрирует несколько важных преимуществ по сравнению с другими методами нанесения покрытия в вакууме, свойство, которое привело к развитию большого числа коммерческих приложений, от изготовления микроэлектроники до простых декоративных покрытий.Есть различные преимущества магнетронного распыления, такие как

•

высокая скорость осаждения;

•

простота распыления любого металла, сплава или соединения;

•

пленки высокой чистоты;

•

чрезвычайно высокая адгезия пленок;

•

отличное покрытие ступенек и мелких деталей;

•

способность покрывать термочувствительные основы;

•

простота автоматизации;

•

отличная однородность на больших поверхностях, например, на архитектурном стекле.

В качестве принципа работы, когда питание подается на магнетрон, к цели прикладывается отрицательное напряжение обычно – 300 В или более. Это отрицательное напряжение притягивает положительные ионы к поверхности мишени, вызывая в то же время большую кинетическую энергию. Хорошо известно, что передача энергии происходит, когда положительный ион сталкивается с атомами на поверхности твердого тела. Если энергия, переданная узлу решетки, больше, чем энергия связи, могут быть созданы первичные атомы отдачи, которые могут далее сталкиваться с другими атомами и распределять свою энергию через каскады столкновений.Распыление происходит, если энергия, передаваемая в направлении, нормальном к поверхности, примерно в три раза больше энергии связи поверхности (примерно равна теплоте сублимации).

Распыление атома мишени – лишь один из возможных результатов ионной бомбардировки поверхности. Помимо распыления, вторым важным процессом является испускание вторичных электронов с поверхности мишени. Эти вторичные электроны позволяют поддерживать тлеющий разряд. Процесс распыления практически не имеет ограничений по типу материалов мишени, начиная от чистых металлов, где может использоваться мощность постоянного тока, до полупроводников и изоляторов, которые требуют либо ВЧ-мощности, либо импульсного постоянного тока.Осаждение может производиться либо в инертном (только инертный газ), либо в реактивном (инертный и реактивный газ) разряде с одиночными или многоэлементными мишенями.

Распыление и испарение для металлизации пластика

Пластиковая металлизация часто обрабатывается путем УФ-окраски и вакуумного покрытия различных металлических материалов. УФ-окраска и вакуумная металлизация – два важных шага для получения идеальной металлической поверхности на пластике. Чтобы справиться с различными требованиями к окружающей среде, нам часто приходится проводить различные тесты на пластиковой поверхности.Это означает, что мы должны выбрать подходящую технику. В этой статье мы познакомимся с используемыми технологиями и сравним разницу и преимущества двух решений для вакуумного нанесения покрытий.

УФ Покраска

УФ-окраска включает как базовое, так и верхнее покрытие. Перед вакуумной металлизацией мы должны сначала нанести УФ-базовое покрытие, чтобы обеспечить гарантированный контакт между пластиком и металлическим слоем. Ниже приводится типовая схема конфигурации системы УФ-окраски.

Эта конструкция совместима с различными пластиковыми материалами, такими как АБС, ПУ, ПП и т. Д.Его можно использовать для различных требований по окраске пластмассовых изделий, таких как парфюмерные колпачки, компоненты для душа, предметы домашнего обихода, автомобильные детали и т.д. После этого процесс пластической металлизации завершается.

Вакуумная металлизация

Для вакуумной металлизации пластика используются две популярные технологии: напыление и напыление. Оба они широко используются во многих отраслях промышленности.В частности, выпаривание алюминия, которое используется почти во всех отраслях промышленности, благодаря доступной и высокопроизводительной конструкции. Но почему разбрызгивание? Когда использовать и в чем разница по сравнению с испарением. Посмотрим ниже.

Магнетронное распыление относится к металлу, помещенному в вакуумную среду под действием электромагнитного поля, на который воздействует аргон, чтобы стать молекулами, осажденными на поверхности объекта, с образованием однородного чистого металлического поверхностного слоя.

Испарение алюминия относится к испарению атомов или молекул алюминиевого материала при нагревании испарителя с образованием потока пара, падающего на поверхность объекта и затвердевающего с образованием твердой пленки.

Разница между магнетронным напылением и испарением алюминия

1- эффект металла

Магнетронное напыление может лучше осаждать металлические материалы, поэтому поверхность объекта тонкая и плоская, и его нелегко упасть, металлический эффект, образованный распылением, более реален, а светопропускание более равномерное.

Испаренный алюминий обрабатывается испарителем с подогревом. Энергия испарителя, очевидно, не так сильна, как при столкновении в магнитном поле.В результате получается пленка с кристаллической структурой, которую нелегко получить, металлический эффект не так реален, прилипание металлической пленки невелико и легко отваливается, а эффект осаждения относительно слабый, из-за чего некоторые места становятся яркими и темный при светопропускании.

Выбор 2 цветов

Магнетронное распыление может распылять различные металлы посредством модуляции, существует 12 цветов: золото шампанского, розовое золото, золото, пурпурно-синий, аметист, яркое серебро и т. Д.Oracle даже создал эффект матового тумана. Может удовлетворить различные потребности клиентов.

Испаренный алюминий, как следует из названия, прикреплен к алюминиевым изделиям, и цвет является только истинным цветом алюминия. Если нам нужно применить другие цвета, мы должны распылить краску, что является технической проблемой и легко вызывает разницу в цвете. Самым важным является то, что распыление может дать настоящий цвет из настоящего металла, в то время как цвета, полученные в результате испарения алюминия, возникают в результате смешивания химического покрытия.

Два принципа покрытия различны:

Покрытие с магнетронным напылением: процесс бомбардировки материала мишени ионами высокой энергии, заставляющий атомы на поверхности мишени улетать, называется напылением.Под контролем магнитного поля распыленные атомы или вторичные электроны связаны в форме циклоиды. Поверхность мишени позволяет поддерживать свечение и распылять.

Адгезия металлической пленки и эффект склеивания также различаются. Адгезия напыляемого покрытия относительно плохая, но однородность пленки хорошая. Напыленная пленка образуется за счет высокой энергии и имеет хорошую адгезию к подложке, но пленка будет иметь частицы. То есть однородность чуть хуже.

Испарительные покрытия часто снабжены кварцевыми генераторами. Для калиброванных материалов контрольный эффект составляет менее 10 нм. Напротив, напыленная пленка будет иметь частицы, а толщину 10 нм трудно достичь точной и контролируемой.

Итак, напыление – более продвинутая технология, чем испарение. Но это не означает, что это лучший выбор из-за продуктов, с которыми мы работаем, и требований к применению. Напыленная металлическая пленка частично просачивается в пластик, поэтому контакт относительно лучше, чем при испарении, поэтому он лучше работает в плохих условиях.Слабое место в том, что эта технология дороже. Поэтому мы должны учитывать больше при выборе подходящей машины для производственных целей.

вакуум-тонкопленка-депонирование | UniversityWafer, Inc.

Депозитарий напыленного металла

– это всенаправленный процесс. По этой причине напыление не является хорошим кандидатом для обработки методом Lift-Off. Если вас интересует металл для обработки Lift-Off, пожалуйста, посетите нашу страницу с электронно-лучевым испарением металлов.

Все напыляемые пленки доступны на кремниевых пластинах диаметром до 300 мм. Мы также можем предоставить напыленные пленки на некремниевых материалах, включая кварцевые и стеклянные пластины.

Мы предлагаем широкий ассортимент напыленных неблагородных металлов, диэлектрических пленок и кремния. Драгоценные металлы доступны для испарения электронным пучком.

Мы понимаем, насколько важно для вас качество.Наш процесс напыления был разработан для нанесения ультрачистых металлических и диэлектрических пленок. Вся обработка пластин, включая напыление металла, осуществляется в нашей чистой комнате класса 100. Для обеспечения хорошей адгезии пленки и омического контакта с нижележащими проводящими слоями в процесс добавляется радиочастотное травление на месте.

В дополнение к РЧ травлению на месте, мы можем обеспечить ВЧ-погружение непосредственно перед напылением алюминия и пленок из алюминиевых сплавов. Добавление этой дополнительной ступени может еще больше увеличить омический контакт между слоями.

Кроме того, процесс разделения распылителя напоминает многокомпонентное распыление мишени посредством введения химически активных газов в вакуумную камеру. Аргон, инертный газ, подается в вакуум и камеры, в то время как распылители осаждают чистый металл. Это создает металл с высокой проводимостью. Это достигается введением реактивного газа в вакуумную камеру и напылением в нее металлических деталей. Защитные газы, реактивные газы также могут быть включены в систему распыления для отделения свинца.

Смешанное разделение нескольких типов металлов может быть достигнуто путем правильного назначения металлического материала распыляющей антенне. Существует риск загрязнения катодной поверхности из-за реактивного дугового осаждения из паровой фазы, но пассивация посредством процесса внутреннего осаждения алюминия снижает необходимость постоянного удаления экрана в камере напыления.

Металлы, обычно используемые в процессе напыления металла, включают:

алюминий

медь

никель

цинк

кобаль

утюг

свинец

медь

Вышеуказанные металлы наносятся методом напыления и испарения.Это требует использования камеры высокого, температурного и низкого давления с большим количеством электродов

Принципы работы устройства для нанесения покрытий методом распыления Технический паспорт

Распылительные установки

Что такое напыляемое покрытие?
Когда между катодом и анодом образуется тлеющий разряд с использованием подходящего газа (обычно аргона) и материала катодной мишени (обычно золота), бомбардировка мишени ионами газа приводит к эрозии этого материала мишени, этот процесс называется «распыление». .

В результате всенаправленного осаждения распыленных атомов образуется ровное покрытие на поверхности образца. Это будет препятствовать зарядке, уменьшать тепловое повреждение и улучшать вторичную электронную эмиссию, что полезно для сканирующей электронной микроскопии.

Материал катодной мишени – обычно золото. Однако для достижения более мелкого размера зерна и более тонких сплошных покрытий предпочтительно использовать материалы катодной мишени, такие как хром. Для распыления с этим целевым материалом требуется вакуум несколько лучше, чем тот, который достигается с помощью ротационного вакуумного насоса.

Введение

Когда цель бомбардируется быстрыми тяжелыми частицами, происходит эрозия материала мишени. Процесс, протекающий в условиях газового тлеющего разряда между анодом и катодом, называется распылением. Усовершенствование этого процесса для покрытия образцов с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) достигается выбором подходящего ионизирующего газа и материала мишени. Покрытия из напыленного металла обладают следующими преимуществами для образцов SEM:

Уменьшено повреждение луча микроскопа.

Повышенная теплопроводность.

Уменьшенная зарядка образца (повышенная проводимость).

Улучшенная вторичная электронная эмиссия

Уменьшение проникновения луча с улучшенным разрешением по краям

Защищает образцы, чувствительные к лучу

Увеличение электропроводности образца, вероятно, является наиболее частым требованием для SEM, хотя все факторы играют роль в FEG SEM.Работа РЭМ низкого напряжения во многих случаях все же может выиграть от тонкого покрытия.

Разработка систем для нанесения покрытий методом распыления является воплощением значительного эмпирического дизайна, однако понимание в классических терминах характеристик тлеющего разряда улучшает такие конструкции и может помочь в сравнении различных систем.

Газообразное состояние

Если инертный газ, такой как аргон, включен в трубку катодного газа, свободные ионы и электроны притягиваются к противоположным электродам, и возникает небольшой ток.См. Рисунок 1 .

Рисунок 1: Схема для определения вольт-амперных характеристик газовой трубки с холодным катодом

A = амперметр / V = вольтметр

При увеличении напряжения происходит некоторая ионизация за счет столкновения электронов с атомами газа, названная разрядом «Таунсенд». Когда напряжение на трубке превышает потенциал пробоя, возникает самоподдерживающийся тлеющий разряд, характеризующийся световым свечением.

Плотность тока и падение напряжения остаются относительно постоянными, увеличение общего тока удовлетворяется увеличением площади свечения.Увеличение напряжения питания увеличивает плотность тока и падение напряжения, это аномальная область свечения.

Дальнейшее увеличение напряжения питания концентрирует свечение в катодном пятне, и дуговый разряд становится очевидным. Рабочие параметры устройств для нанесения покрытия распылением находятся в пределах описанных характеристик тлеющего разряда.

Тлеющий разряд

Как только условие устойчивого разряда выполнено, в трубке появляется характерный тлеющий разряд, называемый так из-за связанного с ним светового свечения.Было установлено, что свободные ионы и электроны притягиваются к противоположным электродам, вызывая разряд, однако для того, чтобы разряд был самоподдерживающимся, требуется регенерация электронов путем бомбардировки катода положительными ионами. Это производит вторичные электроны и усиливает ионизацию. Возникающий избыток положительных ионов создает положительный объемный заряд возле катода. Падение напряжения называется катодным падением. Если разряд устанавливается в длинной узкой трубке, он проявляет указанные характеристики.

Рисунок 2: Характеристики тлеющего разряда

Плотность положительных ионов в «темном пространстве Крукса» очень высока; в результате между ним и катодом возникает значительное падение напряжения. Возникающее электрическое поле ускоряет положительные ионы, которые вызывают вторичную эмиссию электронов с катода.

Эти электроны, ускоренные в направлении анода, вызывают ионизацию, генерируя положительные ионы для поддержания разряда.Впоследствии возбуждение газа приводит к интенсивному освещению в области отрицательного свечения. На этой стадии электроны имеют недостаточную возбуждающую или ионизирующую энергию, что приводит к «темному пространству Фарадея». По направлению к аноду небольшое ускоряющее поле может вызвать ионизацию и возбуждение, при этом газ снова станет светящимся. См. Рисунок 2.

Распылительное покрытие

Было указано, что в условиях тлеющего разряда будет происходить ионная бомбардировка катода.Это приводит к эрозии катодного материала и называется плазменным распылением с последующим всенаправленным осаждением распыленных атомов, образующих покрытия из исходного материала катода на поверхности образца и рабочей камеры.

Этот процесс усовершенствован в установках для нанесения покрытия распылением для использования в сканирующей электронной микроскопии, где одной из целей является получение электропроводящей тонкой пленки, представляющей исследуемый образец. Такие пленки препятствуют «зарядке», уменьшают тепловое повреждение и усиливают вторичную электронную эмиссию.

Наиболее распространенная конструкция устройства для нанесения покрытий с напылением постоянного тока состоит в том, чтобы сделать отрицательный катод материалом мишени для распыления (обычно золото, платин или с помощью устройств для нанесения покрытий в высоком вакууме, металлы, такие как хром и иридий), а также определить местонахождение образцы должны быть нанесены на анод (который обычно «заземлен» на систему, поэтому образцы фактически находятся под потенциалом «земли»).

Требуемое рабочее давление достигается с помощью насоса (обычно двухступенчатого роторного вакуумного насоса или турбомолекулярного насоса, «поддерживаемого» роторным насосом) с инертным газом, например аргоном, впускаемым в камеру посредством точного регулирования ( утечка) клапана.

Эксплуатационные характеристики

Тлеющий разряд при распылении существенно зависит от работы выхода материала мишени и давления окружающего газа. Используется ряд материалов мишени, включая золото, золото-палладий, платину и серебро. Хотя золото по-прежнему является распространенным металлом для распыления, обладающим наиболее эффективными характеристиками электропроводности, оно, тем не менее, имеет самый большой размер зерна и не всегда подходит для нанесения покрытий с высоким разрешением.По этой причине в настоящее время широко используются золото-палладий и платина, поскольку размер их зерен меньше, чем у золота. Пленки с еще меньшими размерами зерен могут быть получены с использованием металлов, таких как хром и иридий, но оба требуют использования системы распыления в высоком вакууме (с турбомолекулярной накачкой).

Распылительная головка и источник питания для распыления должны быть эффективны в диапазоне предполагаемых целевых материалов.

Скорость осаждения зависит от тока, и если мы работаем в правильной области свечения характерного плазменного разряда, как описано ранее, для относительно небольшого изменения напряжения распыления должны быть доступны несколько кратных изменений тока.Скорость осаждения не должна зависеть от небольших изменений давления, которые могут возникнуть в системе.

Если распылительная головка хорошо спроектирована и работает при низком напряжении и, как следствие, при низком потреблении энергии, то следует значительно уменьшить лучистый нагрев от мишени и электроны с высокой энергией (потенциально наиболее значимые источники повреждения хрупких образцов). Есть также свидетельства того, что такая система распылительной головки может также производить более мелкий размер зерна для данного материала мишени.

Очевидно, что присутствие инертного газа, который не разлагается в тлеющем разряде, является желательным. Аргон, имеющий относительно высокий атомный вес, является подходящим источником ионов для эффективной бомбардировки материала мишени. Лучше избегать распыления на воздухе.

Эффективность также зависит от «длины свободного пробега» (m.f.p.), которая обратно пропорциональна давлению. Если m.f.p. слишком короткий, будет получено недостаточно энергии для эффективной бомбардировки, и он будет препятствовать перемещению распыленного материала от цели.

Если м.ф. слишком долго, происходит недостаточное количество столкновений, и, кроме того, поток распыляемого материала может измениться от диффузионного в газе к свободномолекулярному потоку с уменьшением эффективности всенаправленного осаждения.

Если эти характеристики для распылительных головок достигнуты, то в большинстве случаев охлаждение предметного столика не требуется. Однако в противном случае такое охлаждение будет способствовать только снижению базовой температуры, теплопроводность большинства рассматриваемых нами образцов относительно низкая.

Для чувствительных образцов предварительное охлаждение (Пельтье, водяное или криогенное охлаждение) и последующее снижение базовой линии все еще может быть желательным, и есть также свидетельства, позволяющие предположить уменьшение размера зерен покрытия. Может быть очевидно, что для сканирующей электронной микроскопии требуется универсальная система без снижения производительности. В частности, мелкий размер зерна, равномерное покрытие и низкое тепловложение. Учет этих характеристик при проектировании и разработке должен позволить реализовать подходящую систему покрытия.

Основным недостатком простых устройств для нанесения диодного напыления в SEM является чрезмерное количество тепла, выделяемого в образце. Чтобы решить эту проблему, используются постоянные магниты для отклонения высокоэнергетических электронов, генерируемых в тлеющем разряде, от образца.

Магнитные силовые линии создают замкнутые петли на поверхности мишени, увеличивая длину пути взаимодействия высокоэнергетических электронов в разряде. Отклонение и замедление электронов приводит к увеличению выхода ионов и эффективности распыления.

Ранее указывалось, что, хотя несовершенный дизайн может иметь место, теперь должно быть очевидно, что требуется эффективное производство положительных ионов для тлеющего разряда. Распылительная головка и связанный с ней источник питания должны быть основной целью проектирования и разработки.

Во всех современных установках для нанесения покрытий методом SEM используются головки, оснащенные магнитами и часто связанным с ними кожухом с дисковой мишенью. Источники питания обычно используют твердотельное переключение для управления приложенным напряжением.См. Рисунок 3.

Рисунок 3: Схема «холодной» распылительной головки

Общий результат – напор с низким средним напряжением и малой потребляемой энергией. Возможность теплового повреждения из-за лучистого нагрева и бомбардировки электронами считается незначительной.

Для типичного современного устройства для нанесения покрытий методом магнетронного распыления

Вакуум 8 x l0 ^-2 до 2 x l0 ^-2 мбар

Напряжение распыления от 100 В до 3 кВ

Текущий от 0 до 50 мА

осаждение от 0 до 25 нм / мин

Размер зерна Менее 5 нм

Повышение температуры Менее 10 ° C

Конечно, можно удовлетворить очень точные параметры путем выбора материала мишени, осаждения по напряжению.«ток» и «вакуум». В этих условиях можно получать тонкие пленки толщиной до 10 нм с размером зерна лучше 2 нм и повышением температуры менее 1 ° C.

Выбор материала для распыления

Как уже неоднократно говорилось, металлическое покрытие – незаменимый метод для SEM. Развитие СЭМ с ФЭГ высокого разрешения привело к более широкому использованию специализированных методов, таких как ионно-лучевое распыление, распыление Пеннинга, электронно-лучевое испарение и планарное магнетронное распыление ионов.

В последнее время хромовое покрытие стало «модным» материалом. Он представляет собой тонкую непрерывную пленку и излучает меньше обратно рассеянных электронов, чем другие материалы для напыления. Однако он не свободен от своих проблем. Для его работы требуется высокий вакуум и, в идеале, вакуумная перекачка (или вакуумное хранение) образца во избежание проблем с окислением. Образцы, покрытые хромом, часто могут иметь вид “сквозь”, поскольку есть возможность изображений, генерируемых электронами из подповерхностных структур.Совсем недавно было показано, что иридиевые пленки дают прекрасные мелкозернистые (субнанометровые) пленки, которые выгодно отличаются от пленок, созданных с использованием Cr. Оба металла требуют установки для нанесения покрытий в высоком вакууме для эффективного осаждения.

Собранные данные по применению показали, что высококачественная, хорошо спроектированная установка для нанесения покрытий методом магнетронного распыления с роторной накачкой, такая как Quorum K550X, способна производить непрерывную пленку Pt (платины) с размером зерна порядка 2 нм. В отличие от хрома, он также является хорошим эмиттером вторичных электронов.Некоторые изображения хрома показывают яркие высококонтрастные изображения. Многие исследователи и наши собственные исследования привели нас к рассмотрению возможности окисления каждого зерна хрома перед нанесением покрытия на образец, и, следовательно, пленка не является действительно сплошной, и действительно, каждое зерно металла заряжается индивидуально. Это еще одна причина рассмотреть иридий в качестве альтернативы.

Серебро как материал для распыления часто игнорируется, но это очень удовлетворительный метод для обеспечения проводимости образца SEM, но имеет большое преимущество: весь процесс обратим, поскольку металл может быть удален нейтральным водным реагентом, известным как «Фермерский восстановитель».Это позволяет просматривать множество образцов и затем возвращать их в исходное состояние. Остерегаться. Серебро может образовывать кристаллические отложения на поверхности образца в присутствии активных галогенов

Напыленное серебро имеет меньший размер зерна, чем напыленное серебро

Распыленное золото и серебро имеют схожий размер зерна, но серебро имеет большую сетку после хранения

Серебро – самый проводящий из известных металлов.

Серебро имеет высокий коэффициент вторичных электронов

Рентгеновские эмиссионные линии хорошо отделены от биологически важных серы и фосфора

Рентабельность

Мишени из золота / палладия (80:20) в настоящее время являются популярным стандартным выбором для рутинного нанесения покрытий на широкий спектр образцов.Идея использования этого сплава заключается в том, что палладий будет действовать как физический барьер для золота, которое будет пытаться объединиться в большие островки и ограничивать максимальную разрешающую способность.

Минимальные потери в характеристиках вторичной электронной эмиссии из-за палладия не считаются значительными для современных СЭМ.

Другие мишени обычно выбираются на основании требований к рентгеновскому анализу образцов или обнаружению обратно рассеянных электронов.

Скорость распыления

Часто задают вопрос, какая разница в скорости распыления для каждого из целевых материалов.В следующем списке приведены различия материалов по отношению к золоту, предполагая, что это золото: 1, невозможно указать фактическую скорость покрытия, поскольку она зависит от условий распыления. См. Рисунок 4.
Рисунок 4: Скорость распыления для SC7620

Au Золото 1,0

Ag Серебро 1,2

Co Коболт 0.5

Cr Хром 0,5

Cu Медь 0,7

Fe Утюг 0,5

Пн молибден 0,3

Ni Никель 0.5

Pd Палладий 0,85

Pt Платина 0,6

Ta Тантал 0,2

Вт Вольфрам 0,2

Толщина покрытия
Золотое / палладиевое покрытие 6-дюймовой пластины
Эта пластина была покрыта 3 нм золото / палладий (Au / Pd) с использованием распылителя SC7640.Настройки: 800 В, 12 мА, аргон и вакуум 0,004 бар. Дальнейшие испытания показали, что покрытие имело равную толщину вплоть до края 6-дюймовой пластины. Работа была выполнена доктором Йостом Габлером из Gala Instrumente GmbH.

Платиновое покрытие с использованием боросиликатного стекла SC7640
с поверхностными дефектами (темными пятнами) • Покрытие 3 нм платины (Pt) с помощью распылителя SC7640. Установки: 800 В, 12 мА с использованием газообразного аргона и вакуума 0,004 бар. Изображение предоставлено Gala Instrumente GmbH.

ПЭМ-изображение 2-нм напыленной платиновой пленки
Пленка Formvar с углеродным покрытием. Покрытие 2 нм платины (Pt) с помощью распылителя SC7640. Настройки: 800 В 10 мА с использованием аргона и вакуума 0,004 бар. Изображение любезно предоставлено Topcon Electron Beam Services Corporation.

Эксперименты с использованием интерферометрических методов показали, что толщину покрытия Au / Pd, распыляемого в газообразном аргоне, можно рассчитать при 2,5 кВ в соответствии с:

Th = 7,5 I т (ангстрем) (V = 2.5 кВ, расстояние от мишени до образца = 50 мм)
t = время в минутах
I = ток в мА
Th = толщина в ангстремах

Среднее время нанесения покрытия будет порядка 2-3 минут при напряжении V = 2,5 кВ и I = 20 мА

Платиновые мишени при установке дают примерно половину скорости осаждения.

Общие рекомендации по повышению производительности

Чистота: Рабочая камера должна быть чистой! Мы рекомендуем использовать отдельную установку для нанесения углеродного покрытия в тех случаях, когда требуется максимальная производительность установки для нанесения покрытия распылением.

Очистите стеклянную камеру горячей мыльной водой и тщательно просушите. Можно использовать растворители, но мы сочли это ненужным и представляющим большую опасность для здоровья и безопасности.Если осадок устойчив, используйте кухонную губку для мытья посуды, например, зеленую разновидность Scotch Bright.

Для обработки металлических поверхностей используйте изопропиловый спирт, а не ацетон, который представляет большую опасность для здоровья и безопасности. Также потребуется больше времени для удаления газа и снижения производительности вакуума.

Вакуум: Никогда не оставляйте камеру под вакуумом, не изолировав насос грубой очистки от устройства для нанесения покрытия, это обычно делается с помощью ручного клапана (устройства для нанесения покрытий в высоком вакууме Quorum имеют полезное средство «удержания насоса», которое позволяет удерживать вакуумную камеру под вакуум, когда прибор не используется).Несоблюдение этого требования увеличит риск обратного всасывания углеводородов (перекачиваемого масла) в камеру распыления и увеличит загрязнение.

Перед работой с образцами обязательно убедитесь, что система сухая и откачивает необходимый уровень вакуума. Невыполнение этого требования приведет к низкой скорости распыления и загрязнению.

Балластные роторные насосы на регулярной основе и обеспечивайте их регулярное техническое обслуживание.

Газ для распыления: Всегда используйте аргон высокой чистоты марки, известной как «белое пятно». Это обеспечит высокую скорость распыления и хорошее время откачки.

Вращающиеся планетарные столики для образцов необходимы для обеспечения равномерного покрытия образцов с неровной поверхностью.

Листы дополнительных технических данных

Серебро как съемное покрытие для сканирующей электронной микроскопии

Онлайн-заказ

Распылительная установка для нанесения покрытий
.

Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *

Email *

Сайт

Au	Золото	1,0
Ag	Серебро	1,2
Co	Коболт	0.5
Cr	Хром	0,5
Cu	Медь	0,7
Fe	Утюг	0,5
Пн	молибден	0,3
Ni	Никель	0.5
Pd	Палладий	0,85
Pt	Платина	0,6
Ta	Тантал	0,2
Вт	Вольфрам	0,2