نحوه استفاده از تجهیزات پوشش خلاء برای پوشش کاشی های سرامیکی

به عنوان یک ماده اساسی برای تزئین ساختمان، کاشی سرامیکی دارای کیفیت سطحی است که به طور مستقیم بر جذابیت زیبایی شناسی و طول عمر یک فضا تأثیر می گذارد.تزئینات سنتی سطح کاشی عمدتاً بر روی گلیزه ها متکی استدر حالی که این می تواند رنگ ها و الگوهای خاصی را ایجاد کند، آنها محدودیت هایی در مورد نمایش یک ظاهر فلزی دارند،بهبود سختی سطحبا افزایش انتظارات مصرف کنندگان، تقاضای بازار برای کاشی هایی که ترکیب درخشش فلزی با دوام عالی دارند همچنان در حال رشد است.

معرفی تکنولوژی پوشش خلاء امکاناتی جدید را برای درمان سطح کاشی سرامیکی فراهم کرده است. By borrowing the coating principles used for optical glass surfaces and modifying the related equipment—like adding ion bombardment cleaning systems and depositing transition layers—ceramic and other non-metal materials can be tightly bonded with metals like titanium and zirconiumاین روش به طور گسترده ای در پردازش عمیق سطوح کاشی سرامیکی مورد استفاده قرار می گیرد و اثرات چشمگیر را در سطوح مانند طلا، پلاتین،و رنگ های متعدد، به طور کامل جایگزین محصولات ساخته شده از طلا خالص یا پلاتین.

1اصول فنی و تنظیم تجهیزات پوشش کاشی سرامیکی

1.1اصول فنی

  پوشش خلاء برای کاشی های سرامیکی عمدتاً از فناوری اسپتر کردن خلاء چند قوس پلاسمای ماگنترون استفاده می کند. اصل اصلی این است: در شرایط خلاء، ولتاژ پایین،تخلیه قوس با جریان بالا برای تبخیر مواد هدف از طریق تخلیه گاز استفاده می شودو سپس با استفاده از اثر شتاب میدان الکتریکی،مواد تبخیر شده و محصولات واکنش آن بر روی سطح قطعه قرار می گیرند..

پوشش سطوح غیر فلزی مانند سرامیک بسیار پیچیده تر از پوشش مواد رسانا مانند فلزات است. از آنجا که سرامیک برق را هدایت نمی کند،یون های فلزی نمیتوانند مانند زیربناهای فلزی قرار گیرند و به هم پیوند یابند.راه حل این است که یک سیستم تمیز کردن یون و یک لایه انتقال وسط قبل از پوشش واقعی اضافه شود. با سپرده گذاری یک لایه انتقال فلزی مانند تیتانیوم یا کروم،پوشش کاربردی که بعد از آن می آید می تواند محکم چسبد.

1.2تنظیمات دستگاه معمولی

به عنوان مثال ماشین پوشش چند قوس ماگنترون مدل 1400 که برای پوشش کاشی سرامیکی استفاده می شود، این تجهیزات عمدتا شامل قطعات زیر است:

اتاق خلاء: قطر 1400 میلی متر، ارتفاع 1600 میلی متر، ساخته شده از فولاد ضد زنگ 304 با ساختار دو لایه ای آب خنک شده.

سیستم خلاء: متشکل از یک پمپ پخش (سرعت پمپ 9400 لیتری در ثانیه) ، پمپ ریشه (300 لیتری در ثانیه) ، پمپ های مکانیکی، و یک پمپ نگهدارنده. کمتر از 30 دقیقه طول می کشد تا از فشار جو به خلاء کار در زمان خالی، با خلاء نهایی تا 5 × 10-4 Pa پمپ شود.

مهدف های فوق قوس: ۱۲ هدف کل، کاتود های تیتانیومی با اندازه φ90mm×40mm، به طور جداگانه تغذیه شده و به طور مستقل روشن می شوند.

اسپتر کردن مغناطیسپوششهدف: 1، با قدرت میدان مغناطیسی داخلی بالاتر از 5000 گاوس.

دستگاه چرخش قطعه کار: طراحی 5 محور، پشتیبانی از هر دو چرخش و چرخش برای اطمینان از پوشش یکنواخت روی سطح کاشی.

سیستم بمب گذاری یون: DC 3000V، 5kW منبع برق بمب گذاری ولتاژ بالا برای تمیز کردن و فعال کردن پیش پوشش.

سیستم گرمایش و کنترل درجه حرارت: 3 لوله گرمایش مادون قرمز شکل U، با استفاده از ماژول های سیلیکونی کنترل شده توسط PID برای کنترل درجه حرارت.

2فرآیند کامل پوشش خلاء برای کاشی های سرامیکی

(1) پیش پردازش و خشک کردن بستر. تمیز کردن سطح کاشی برای کیفیت پوشش ضروری است.یک پارچه پنبه تمیز با آب تقطیر شده برای پاک کردن سطح استفاده می شود تا گرد و غبار و چربی را از بین ببرد.برای بهبود بهره وری و کاهش زمان گرم کردن در اتاق خلاء، کاشی های تحت درمان باید در فر در حدود 250 درجه سانتیگراد حداقل 20 دقیقه پخته شوند.اطمینان از اینکه تمام آب جذب شده در سطح کاشی به طور کامل تبخیر می شود.

(2) بارگذاری و جاروبرقی. به سرعت کاشی های خشک را بر روی قفسه قطعات در اتاق خلاء قرار دهید. سیستم چرخش را برای اطمینان از عملکرد بدون مشکل شروع کنید، سپس درب کوره را ببندید.جاروبرقی در مراحل انجام می شود: ابتدا از یک پمپ مکانیکی و یک پمپ ریشه برای خلاء خشن سریع استفاده کنید؛ هنگامی که خلاء به حدود 2 × 10 -1 Pa می رسد، به یک پمپ پخش برای خلاء دقیق تغییر دهید.در نهایت به سطح خلاء در حدود 3×10−3 Pa می رسد.

(3) گرم کردن قطعه کار و گاز زدایی. هنگامی که سطح خلاء به دست می آید، شروع به چرخش قطعات کار و روشن کردن قدرت گرمایش کنید. دمای کاشی به تدریج افزایش می یابد (معمولاً بیش از 400 °C).این مرحله گرم کردن کمک می کند تا هر گونه گاز باقیمانده را در داخل بستر خارج کند و از خارج شدن گاز جلوگیری کند تا بعدا بر کیفیت پوشش تأثیر بگذارد.

(4) تمیز کردن یون و رسوب لایه پایه تیتانیوم. آرگون وارد می شود و سیستم بمب گذاری ولتاژ بالا برای انجام تمیز کردن یون بر روی سطح کاشی ها فعال می شود.ولتاژ بمباران به طور کلی 400-500 ولت است، و شما می توانید پدیده تخلیه را از طریق پنجره مشاهده مشاهده کنید تا اثر تمیز کردن را قضاوت کنید.تنظیم جریان به 10-12A و ولتاژ به 600-800V به سپرده یک لایه از پایه تیتانیوم بر روی سطح کاشیکه حدود ۲ تا ۳ دقیقه طول می کشد.

(5) رسوب چند قوس از نترید تیتانیوم (طلای) یا تیتانیوم (فضری). پس از رسوب لایه پایه تیتانیوم، آرگون را کاهش دهید و با نیتروژن خالص بالا پر کنید.تحت خلاء حدود 3 × 10 − 1Pa تا 6 × 10 − 1Pa، هدف چند قوس را برای رسوب نترید تیتانیوم برای حدود ۳ تا ۵ دقیقه شروع کنید تا یک پوشش مانند طلا به دست آورید.فقط نگه داشتن سپرده لایه تیتانیوم در یک جو آرگون.

(6) خنک کردن و برداشتن. هنگامی که پوشش کامل است، منبع قوس و گازها را به ترتیب خاموش کنید، اجازه دهید قطعه کار کمی خنک شود، سپس با هوا تا فشار جو پر کنید.کوره رو باز کن و محصول رو برداریک چرخه تولید کامل حدود 15 تا 20 دقیقه طول می کشد.

3نقاط قوت اصلی و ارزش کاربرد

اثر تزئینی فوق العاده. پوشش خلاء می تواند رنگ های طلایی، نقره ای یا رنگین کمان خالص را بر روی سطح کاشی ها ایجاد کند، با رنگ یکسان و درخشندگی روشن.شکل سطح نیز می تواند از پیش طراحی شده با توجه به نیازهای طراحی، و پس از پوشش، بخش های ناخواسته را می توان با پولیش کردن برای تولید محصولات هنری با بافت های زنده و رنگ های روشن حذف کرد.کاشی های کریستوک از گاردینیا ایتالیا از تکنولوژی PVD برای پوشش طلا و نقره استفاده می کنند، به طور موثر ظاهر مواد ارزشمند را تکرار می کند.

دوام قابل توجهی بهبود یافته است. پوشش های نیتریت تیتانیوم (TiN) و نیتریت زرکونیوم (ZrN) می توانند از 0.7 تا 1.6 μm باشد.و آزمایشات نشان می دهد که آنها مقاومت خوب در برابر خراش و ثبات خوردگی دارند، باعث می شود آنها مناسب برای رطوبت بالا، شستشوی روزانه و پاک کننده های شیمیایی خانگی باشند. پوشش به خوبی چسبیده، ساختار متراکم دارد و درخشش طولانی مدت را حفظ می کند.

حفاظت از محیط زیست و مزیت های هزینه ای. در مقایسه با ورق های طلایی واقعی سنتی یا چاپ آب طلایی، پوشش خلاء از مواد فلزی گرانبها استفاده نمی کند، آلودگی تولید نمی کند،زمان پردازش کوتاه دارد، و ارزان است، که آن را برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ مناسب می کند. فرآیند پوشش در یک اتاق خلاء انجام می شود، بنابراین هیچ آلودگی یا سر و صدا وجود ندارد.

علاوه بر اهداف تزئینی، با استفاده از عناصر ضد باکتریایی مانند نقره یا مس در پوشش PVD،سطوح کاشی می توانند خواص معقولی قابل توجهی را به دست آورند.، که آنها را برای فضاهای پزشکی با الزامات بهداشتی سخت مانند اتاق های عمل و بخش های بیمار مناسب می کند.

4چالش های فنی و روند توسعه

پوشش خلاء برای کاشی های سرامیکی هنوز با برخی چالش ها روبرو است. تفاوت گسترش حرارتی بین بستر سرامیکی و پوشش فلزی می تواند بر ثبات طولانی مدت پوشش تأثیر بگذارد.علاوه بر این، تجهیزات بسیار گران است و نیاز به اپراتورها برای داشتن مهارت های کنترل فرآیند خوب است.

همانطور که فن آوری های اسپتر کردن با یونیزاسیون بالا مانند HiPIMS بالغ تر می شوند و تجهیزات خانگی بهبود می یابند، پوشش خلاء برای کاشی های سرامیکی بیشتر گسترش می یابد.از پوشش های تزئینی به "پوشش های کاربردی" که همچنین ضد باکتری را ارائه می دهند، تکامل خواهد یافت.، پاکسازی خود و مقاومت در برابر فرسایش، که باعث افزایش و ارتقای صنعت سرامیک ساختمان می شود.