Seramik fincanların vakum kaplama işlemleri, vakum ortamında fiziksel buhar birikimi (PVD) teknolojisi yoluyla metal veya bileşik hedeflerin fincan gövdesinin yüzeyine yatırılmasıdır., dekoratif (metallik parlaklık, eğri renk gibi) veya işlevsel (yaşama dayanıklı, hidrofobic gibi) film katmanları oluşturur.Temel olarak fincanların görünüm dokusunu ve dayanıklılığını artırmak için kullanılırYaygın işlemler arasında magnetron püskürtme ve vakum buharlaştırma kaplamaları bulunur.
I. Temel şart: Seramik substratların ön işlenmesi
Seramik, pürüzsüz yüzeylere ve güçlü kimyasal istikrarlılığa sahip metal olmayan malzemelerdir.
Temizleyin ve kirlilikleri çıkarın
İlk olarak, bardak gövdesinin yüzeyinde yağ lekeleri, toz ve geri kalan seramik tozları kaldırmak için ultrasonik temizlik kullanın.kurutulur ve sonra film katmanının yapışmasını etkileyen kirliliklerden kaçınmak için vakum odasına yerleştirilir..
Plazma aktivasyonu
Argon gazını vakum odasına sokun ve plazma üretmek için iyon kaynağını açın.yüzey kabalığını artırmak (bir "ankarlama etkisi" oluşturmak), ve aynı zamanda yüzey oksit katmanını çıkararak, altyapı yüzeyini etkinleştirerek ve sonraki kaplama için temel oluşturarak.
Geçiş katmanının çökmesi (ihtiyaç duyulmaz)
Yüksek yapışkanlık gerektiren senaryolar için, önce bir metal geçiş tabakası (titan veya krom gibi) depolanır.Geçiş katmanı ile seramik arasındaki kimyasal bağdan yararlanarak, film katmanının düşmesini önlemek için seramik substrat ve fonksiyonel film katmanı arasında bir "köprü" inşa edilir.
İki ana kaplama işleminin çalışma ilkeleri
Vakum buharlaştırma kaplama (yasamalı olarak düşük maliyetli dekoratif metal filmler için uygundur)
Bu işlem, hedef malzemeyi gazlı atomlara dönüştürmek için ısıtmayı içerir ve bu atomlar daha sonra düşük sıcaklıklı seramiklerin yüzeyinde bir film halinde yoğunlaşır.Genellikle altın ve gümüş gibi metallik parlak film katmanları hazırlamak için kullanılır.
- Süpürme:Vakum sistemini çalıştırın ve boşluğun vakum derecesini gerekli seviyeye 10 - 3 ila 10 - 4 Pa'ya kadar boşaltın.gaz moleküllerinin buharlaşmış atomlar üzerindeki çarpışma müdahalelerini azaltmak ve tekdüze ve yoğun bir film katmanı sağlamak.
- Hedef malzemenin ısıtma buharlaşması:Alüminyum, altın ve bakır gibi metal hedefler bir buharlaşma kaynağına (karşılık buharlaşma kaynağı veya elektron ışını buharlaşma kaynağı) yerleştirilir.Elektron ışını buharlaştırma kaynağı ısıyı doğru odaklayabilir, hedef malzemenin sıcaklığını hızlı bir şekilde kaynama noktasına yükseltir ve yüksek saflıklı metal atom buharına dönüştürür.
- Film depolaması:Keramik fincanlar, hem güneşin üzerinde hem de etrafında dönen bir iş parçası tutucusuna sıkıştırılır.Düşük sıcaklıklı fincanın yüzeyine çarptığında, yoğunlaşır ve yavaş yavaş sürekli bir metal film tabakası oluşturmak için birikir. Film tabakasının kalınlığı çökme süresini kontrol ederek ayarlanabilir (genellikle 0,1 ila 1μm).
Kaplama tamamlandıktan sonra,Buharlama kaynağını kapatın ve aşırı sıcaklık farkı nedeniyle kaplama katmanının gerginlik çatlaklanmasını önlemek için oda sıcaklığına soğutmak için bir vakum ortamı tutun.Son olarak, basıncı azaltmak ve iş parçasını çıkarmak için boşluğa inert gaz sokulur.
2Magnetron püskürtme kaplama (üstün performanslı, çok aşınmaya dayanıklı ve kompozit fonksiyonel filmler için uygundur)
Bu işlem, hedef malzemeyi bombalamak için plazma kullanır, bu da hedef malzemenin atomlarının püskürmesine ve fincanın yüzeyine çökmesine neden olur.Film katmanının yapışkanlığı ve aşınma direnci, buharlaştırma kaplamasında olanlardan çok daha fazla, ve titanyum nitrit (altın) ve titanyum karbid (siyah) gibi kompozit film katmanları hazırlayabilir.
- Vakum ve plazma üretimi:10 - 2 ila 10 - 3 Pa basınçta argon gazı sokulur ve yüksek voltajlı bir elektrik alanı uygulanır.
- Manyetik alan kapsamı güçlendirilmiş püskürtme:Bir manyetik alan oluşturmak için hedef malzemenin arkasına bir mıknatıs yerleştirilir.Argon molekülleri ile çarpışma olasılığını artırır, daha fazla argon iyonu üretir ve püskürtme verimliliğini önemli ölçüde artırır.
- Hedef malzemenin atomlarının püskürtülmesi ve deppozisyonu:Yüksek enerjili argon iyonları hedef malzemenin yüzeyini bombalar ve hedef malzemenin atomları momentum aktarımı (pürültme süreci) ile "darbe" edilir.Sputtered atomlar vakum ortamında seramik fincanların yüzeyine doğru uçar ve yoğun bir film katmanı oluşturmak için yatırılırNitrojen ve metan gibi reaktif gazlar dahil edilirse, titanyum nitrit ve titanyum karbid gibi bileşiklerin işlevsel film katmanları oluşturmak için püskürtülmüş atomlarla da reaksiyona girebilirler.
- İşlem sonrası (ihtiyaç duyulmaz):Bazı işlemler, film katmanı ile alt katman arasındaki yapışkanlığı daha da artırmak ve film katmanın sertliğini artırmak için kaplamadan sonra düşük sıcaklıkta ısıtıma maruz kalır.
Süreç Özellikleri ve Uygulama Avantajları
- Film katmanının mükemmel bir performansı var:Vakum kaplama ile oluşturulan film katmanı, sarkma ve portakal kabuğu gibi kusursuz, tekdüze ve yoğuntur.Asit ve alkali korozyonuGünlük kullanım için uygun hale getiriyor.
- Çevre dostu ve kirliliksiz:Tüm süreç boyunca organik çözücüler veya ağır metaller emisyonu yoktur.Geleneksel püskürtme işlemlerine kıyasla, yeşil üretim standartlarına daha uyumludur.
- Güçlü dekoratif etkisi:Kişiselleştirilmiş özelleştirme ihtiyaçlarını karşılayan metal parlaklık, eğri renk ve mat gibi çeşitli görünüm efektleri elde edebilir.Yüksek kaliteli seramik fincanların ve kültürel ve yaratıcı hediye bardaklarının yüzey tedavisinde yaygın olarak kullanılır.
Seramik kupalardaki vakum kaplamalarının yaygın kusurları ve çözümleri
1. Film katmanı soyma/kırpma
Tipik belirtiler:Film tabakası, kaplama sonrası bant testi sırasında büyük parçalar halinde düşer veya günlük çarpma ve çarpmalardan sonra büyük alanlar soyulur.
- Seramik yüzey iyice temizlenmedi ve yağ lekeleri ve toz gibi kirlilikler bıraktı.
- Plazma etkinleştirme tedavisi olmadan, substratın yüzey enerjisi düşüktür, bu da film katmanının yapışmasını zorlaştırır.
- Depolama geçiş katmanı yoktur ve seramik ve fonksiyonel film katmanı arasında bir bağlama "köprüsü" eksikliği vardır.
- Kaplama sonrası soğutma hızı çok hızlı ise, kaplama katmanının içinde önemli bir stres oluşur ve çatlama ve soyulmaya neden olur.
Hedefli çözümler
- Ultrasonik temizleme süresini 15-20 dakikaya uzatın.ionize edilmiş suyla durulayın ve sonra yüzey kirliliklerini iyice çıkarmak için fincanı 80 ila 100 derece Selsüs sıcaklığında bir fırında kurutun.
- Plazma etkinleştirme süresini 5-10 dakikaya uzatın, uygun şekilde iyon bombardıman gücünü arttırın.ve yüzey aktivitesini arttırmak için yüksek enerjili iyon kazımıyla seramik yüzey kabalığını arttırır.
- Titanyum ve krom gibi metal geçiş katmanlarının çökme işlemini ekleyin ve geçiş katmanın kalınlığını 50 ila 100nm'de kontrol edin.Film ve substrat arasındaki yapışkanlığı artırmak için kimyasal bağlama kullanın.
- Aşamalı soğutma süreci benimsenir. Kaplama tamamlandıktan sonra, doğal olarak bir vakum ortamında oda sıcaklığına soğutulur.ve daha sonra inert gaz basıncı azaltmak ve fırından çıkarmak için boşluğa sokulur, sıcaklık farkı stresinden kaçınmak.
2. Film katmanının renk farkı / eşit olmayan parıltısı
Tipik belirtiler:Aynı partideki fincanların renk derinliği değişir veya bireysel fincanların yüzeyinde parlaklık açısından önemli farklılıklar olan açık noktalar veya şeritler vardır.
- İş parçasının çerçevesinin eşit olmayan kendi kendine dönüş ve devrim hızları, bardak gövdesinin çeşitli bölümlerinde film katmanının çökme oranlarında önemli farklılıklara neden olur.
- Vakum odasındaki vakum derecesi dalgalanır ve gaz molekülleri hedef malzeme atomlarının çökme işlemine müdahale ederek film katmanının tekdüzeliğini etkiler.
- Oksitlenme veya hedef malzemenin yüzeyinde "kabukların" görünümü, dengesiz püskürme / buharlaşma oranlarına ve film katmanının eşit olmayan kompozisyonuna ve kalınlığına yol açar.
- Kadeh gövdesinin sıkıştırma konumu uygun değildir ve kapak ağzında, sapında ve diğer parçalarda, kaplamanın gölge alanlarını oluşturan engeller vardır.
Hedefli çözümler
- İş parçası rafının dönüş hızı parametrelerini kalibre edin.bardak gövdesinin tüm bölümlerinin eşit şekilde kaplamasını sağlamak için kendi dönüş hızını 10 ila 20 r/min ve dönüş hızını 5 ila 10 r/min kontrol ederek.
- Vakum sisteminin mühürleme performansını kontrol edin ve yaşlanmış mühürleme halkalarını değiştirin.Sadece vakum derecesi süreç sırasında vakum derecesi dalgalanmaları önlemek için dengelenir sonra kaplama süreci başlatın.
- Yüzeydeki oksit katmanını çıkarmak için kullanmadan önce hedef malzemeyi 3 ila 5 dakika önceden püskürtün.Hedef malzemenin yüzeyinde bulunan "topakları" düzenli olarak temizleyin ve ciddi şekilde aşınmış hedef malzemesini zamanında değiştirin.
- Kupa gövdesinin sıkıştırma yöntemini optimize edin, armatürün açısını ayarlayın, kupanın ağzının ve sapının kaplama yolunu engellemesini önleyin ve kupanın gövdesinin ölü köşeler olmadan kaplandığından emin olun.
Film katmanındaki delikler/çukurlar
Tipik belirtiler:Film katmanının yüzeyinde ince çukurlar veya delikler bulunur ve kusurlar özellikle ışık altında gözlemlendiğinde belirgindir.
- Vakum odasındaki kalıntı kirlilik parçacıkları, kaplama işlemi sırasında bardağın yüzeyine düşerek iğne delikleri oluşturur.
- Seramik substratın kendisinde gözenekler ve çatlaklar gibi kusurlar vardır ve kaplama sonrasında bu kusurlar doğrudan çukur olarak ortaya çıkar.
- Vakum yağ pompasından gelen yağ ters buharlaşmaya uğrar ve yağ sisleri boşluğa girer, film katmanını kirletir ve çukurlar oluşturur.
Hedefli çözümler
- Vakum odasının iç duvarlarını düzenli olarak tüylü bir bezle silin. Kaplama yapmadan önce, iç duvarlarda emilen su buharını ve kirlilikleri çıkarmak için oda pişirme programını başlatın.Gerektiğinde boşluğun içine toz geçirmez filtreler yerleştirin.
- Keramik temel malzemelerin kalitesini sıkı bir şekilde kontrol edin ve gözenek gövdelerini gözenek ve çatlaklardan arındırın.cam tedavisi, yüzey gözeneklerini doldurmak için ilk olarak yapılabilir., ve sonra kaplama uygulanabilir.
- Özellikle moleküler pompalar için tasarlanmış vakum yağını değiştirin ve yağ pompasının geri dönüş vanalarının normal olup olmadığını kontrol edin.Vakum yağının boşluğa ters evrimleşmesini ve film katmanını kirletmesini önlemek için bir yağ sis toplayıcısı monte edin.
Dört, film katmanının zayıf aşınma direnci
Tipik belirtiler:Kalem sertlik testi sonucu 3H'den az veya günlük silme sonrası film katmanının yüzeyinde açık çizikler ortaya çıkar.
- Film tabakası çok ince, genellikle 0.3μm'den daha az, bu da dış sürtünmeye direnmesini zorlaştırır.
- Magnetron püskürtme gücü çok düşüktür, hedef malzeme atomlarının püskürtme enerjisi yetersizdir ve film katmanının yoğunluğu düşüktür.
- Reaksiyon gazının uygunsuz orantılı olması, bileşik film katmanının (titan nitrit gibi) düşük kristalinliğine ve aşınma direncinin düşmesine neden olur.
Hedefli çözümler
- Kaplamanın çökme süresini uzatmak ve film katmanının yeterince aşınmaya dayanıklı bir temele sahip olmasını sağlamak için film katmanının kalınlığını 0,5 ila 1μm arasında kontrol etmek.
- Atomik püskürtme enerjisini artırmak ve film katmanının yoğunluğunu ve sertliğini artırmak için hedefin malzemeye göre püskürtme gücünü 200-400W'ye ayarlayın.
- Süreç deneyleri yoluyla, reaksiyon gazlarının (nitrojen ve oksijen gibi) akış hızı oranı, bileşik film katmanının kristalinliğini artırmak ve aşınma direncini iyileştirmek için optimize edildi.
V. Film renk değişimi/oksitasyon
Tipik belirtiler:Sararmak veya siyahlaşmak, kaplamadan kısa bir süre sonra meydana gelir veya kaplama katmanının parıltısı koyulaşır ve metal doku bir süre saklandıktan sonra kaybolur.
- Kaplama sonrası basınç indiriminde hava çok hızlı bir şekilde sokulduğunda, yüksek sıcaklıklı film katmanı hava ile temas eder ve oksidasyon reaksiyonuna maruz kalır.
- Antioksidan koruyucu filmin üst katmanı çökmez ve film katmanı doğrudan oksidasyona ve korozyona eğilimli havaya maruz kalır.
- Bitmiş ürünün depolama ortamı nemlidir ve film katmanının yüzeyinde elektrokimyasal korozyon meydana gelir.
Hedefli çözümler
- Basınçlandırma sırasında, oda yer değiştirmek için önce argon ve azot gibi inert gazlar girilmelidir.Yüksek sıcaklıkta oksidasyonu önlemek için hava yavaşça girmelidir..
- 50-100nm SiO2 antioksidan katmanı, alt katmanın hava ve su buharı ile erozyonunu izole etmek için fonksiyonel film katmanının yüzeyinde depolanır.
- Bitmiş fincanları kuru ve iyi havalandırılmış bir ortamda saklayın, su, asit ve alkali çözeltileri gibi koroziv maddelerle doğrudan temasta bulunmaktan kaçının.Nemlenmesini önlemek için kurutucular eklenebilir..
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!
