真空涂层技术发展到了今天还出现了PCVD(物理化学气相沉积)、MI-CVD(中温化学气相沉积)等新技术,各种涂层设备、各种涂层工艺层出不穷。目前较为成熟的PVD方法主要有多弧镀与磁控溅射镀两种方式。多弧镀设备结构简单,容易操作。多弧镀的不足之处是,在用传统的DC电源做低温涂层条件下,当涂层厚度达到0.3μm时,沉积率与反射率接近,成膜变得非常困难。而且,薄膜表面开始变
表面纳米涂层
真空涂层技术发展到了今天还出现了PCVD(物理化学气相沉积)、MI-CVD(中温化学气相沉积)等新技术,各种涂层设备、各种涂层工艺层出不穷。目前较为成熟的PVD方法主要有多弧镀与磁控溅射镀两种方式。多弧镀设备结构简单,容易操作。多弧镀的不足之处是,在用传统的DC电源做低温涂层条件下,当涂层厚度达到0.3μm时,沉积率与反射率接近,成膜变得非常困难。而且,薄膜表面开始变朦。多弧镀另一个不足之处是,由于金属是熔后蒸发,因此沉积颗粒较大,致密度低,性比磁控溅射法成膜差。可见,多弧镀膜与磁控溅射法镀膜各有优劣,为了尽可能地发挥它们各自的优越性,实现互补,将多弧技术与磁控技术合而为一的涂层机应运而生。在工艺上出现了多弧镀打底,然后利用磁控溅射法増厚涂层,后再利用多弧镀达到终稳定的表面涂层颜色的新方法。
1、纳米涂层可以涂刷在各种金属或是其他长时间需要的基体上,其优异的性能可防止金属间磨损、擦伤及烧结,有效保护易磨损部位和提高设备运转周期。
2、纳米涂层硬度高,可达8H,摩擦系数低可低至0.06一0.08,而且涂层致密光滑,附着力好,保护基材不被接触粉料、物料颗粒物磨损损耗,长期保护基体。另外,还可以耐疲劳磨损、耐冲蚀磨损、粒磨损、耐粘着磨损。
3、纳米涂层厚度很薄,不影响零件的尺寸和机械强度,且能根据使用条件的要求膜厚的厚度,确保材料的原性能和质量。
与化学吸附自限制过程不同,顺次反应自限制原子层沉积过程是通过活性前驱体物质与活性基体材料表面化学反应来驱动的。这样得到的沉积薄膜是由于前驱体与基体材料间的化学反应形成的。图a和b分别给出了这两种自限制反应过程的示意图。由图可知,化学吸附自限制过程的是由吸附前驱体1(ML2)与前驱体2(AN2)直接反应生成MA原子层(薄膜构成),主要反应可以以方程式⑴表示。对于顺次反应自限制过程首先是活化剂(AN)活化基体材料表面;然后注入的前驱体1(ML2)在活化的基体材料表面反应形成吸附中间体(AML),这可以用反应方程式⑵表示。反应⑵随着活化剂AN的反应消耗而自动终止,具有自限制性。当沉积反应前驱体2(AN2)注入反应器后,就会与上述的吸附中间体反应并生成沉积原子层。
原子层沉积(ALD)是一种沉积原子级薄膜的技术,它是以一种连续脉冲的方式在样品表面和反应前驱体材料之间发生化学反应。与传统的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术相比,沉积速率相对较慢,但是它可在高深宽比的沟槽和通孔结构上沉积均匀薄膜。另外,在原子层沉积过程中,样品表面上没有物理和电学损伤,而在PECVD过程中由于离子轰击这种损伤却不可避免。此外,通过使用不同的反应材料可沉积各种薄膜(氧化物,氟化物,氮化物,金属等)。
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