关于PVD工艺,常见的气态表面涂覆方法是蒸发和溅射。这些技术允许在非常低的压力下从目标中提取颗粒,然后将其沉积并沉积到基板上。
蒸发过程中使用的反应器需要高真空压力值。通常,这些特征和参数具有较低的原子能和较少的气体吸附到涂层沉积物中。结果,与溅射技术相比,具有较大晶粒的颗粒的转移导致公认的较小的颗粒对基底的粘附性。在沉积过程中,一些污染物颗粒从熔化的涂料中释放出来并移动到基材上,从而降低了所得涂层的纯度。因此,尽管与溅射工艺相比,该技术具有更高的沉积速率,但是蒸发工艺通常用于具有较低表面形态要求的较厚的薄膜和涂层。
化学气相沉积TiN
将经清洗、脱脂和氨气还原处理后的模具工件,置于充满H2(体积分数为99.99%)的反应器中,加热到900-1100℃,通入N2(体积分数为99.99%)的同时,并带入气态TiCl4(质量分数不低于99.0%)到反应器中,则在工件表面上发生如下化学反应:
2TiCl4(气)+N2(气)+4H2(气)→2TiN(固)+8HCl(气)
固态TiN沉积在模具表面上形成TiN涂层,厚度可达3-10μm,副产品HCl气体则被吸收器排出。工艺参数的控制如下:
(1)氮氢比对TiN的影响
一般情况下,真空镀膜设备,氮氢体积比VN2/VH2<1/2时,随着N2的增加,TiN沉积速率增大,涂层显微硬度增大;当VN2/VH2≈1/2时,真空镀膜设备厂家,沉积速率和硬度达到值;当VN2/VH2>1/2时,沉积速率和硬度逐渐下降。当VN2/VH2≈1/2时,所形成的TiN涂层均匀致密,晶粒细小,纳米镀膜设备,硬度,涂层成分接近于化学当量的TiN,而且与基体的结合牢固。因此,VN2/VH2要控制在1/2左右。
总之,化学气相沉积就是,镀膜设备,利用气态物质在固体表面上进行化学反应,生成固态沉积物的过程。其过程如下:
(1)反应气体向工件表面扩散并吸附。
(2)吸附于工件表面的各种物质发生表面化学反应。
(3)生成物质点聚集成晶核并长大。
(4)表面化学反应中产生的气体产物脱离工件表面返回气相。
(5)沉积层与基体的界面发生元素的相互扩散,而形成镀层。
CVD法是,将工件置于有氢气保护的炉内,加热到800℃以上高温,向炉内通入反应气体,使之在炉内热解,化合成新的化合物沉积在工件表面。在模具的应用中,其覆膜厚度一般为6-10μm。