Bir PVD Kaplama Makinesi, kaplama kalitesinden veya makine performansından ödün vermeden hangi alt tabaka malzemelerini işleyebilir?

Substrat Olarak Metaller: Metaller en yaygın ve uyumlu alt tabakalardır. PVD Kaplama Makinası yüksek ısı iletkenlikleri, yapısal bütünlükleri ve makine içindeki vakum ve plazma koşullarına dayanabilme yetenekleri nedeniyle. Paslanmaz çelik, titanyum, alüminyum, bakır ve nikel bazlı alaşımlar, yüksek sıcaklıklarda boyutsal stabiliteyi korudukları ve vakumda önemli ölçüde gaz çıkışı yapmadıkları için endüstriyel, dekoratif ve takımlama uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu metaller ayrıca TiN, CrN veya DLC gibi çok çeşitli kaplama malzemeleri için mükemmel yapışma sağlar. Yağdan arındırma, cilalama veya plazma temizlemeyi içeren ön işlemler, kirletici maddeleri gidermek, yüzey enerjisini arttırmak ve eşit kaplama kalınlığını sağlamak için gereklidir. Uçuculuğu yüksek veya reaktif yüzeylere sahip metallerden kaçınmak haznenin kirlenmesini önler ve kaplama kalitesini korur.

Substrat Olarak Metal Alaşımları: Takım çelikleri, kobalt-krom alaşımları ve süper alaşımlar dahil olmak üzere özel metal alaşımları, yüksek erime noktalarına, termal stabiliteye ve düşük gaz giderme özelliklerine sahip olmaları durumunda PVD kaplamalar için uygundur. Bu alaşımlar genellikle kesici takımlarda, havacılık bileşenlerinde, tıbbi implantlarda ve yüksek aşınmaya sahip yüzeylerde kullanılır. Kumlama, kimyasal aşındırma veya iyon temizleme gibi uygun yüzey hazırlığı yapışmayı artırır ve özellikle karmaşık geometriler için düzgün bir kaplama sağlar. Oksidasyona veya yüzey kirlenmesine eğilimli alaşımlar, yapışma başarısızlığını veya kaplamanın delaminasyonunu önlemek için ek ön kaplama işlemleri gerektirebilir. Kaplama malzemesine göre uyumlu termal genleşme özelliklerine sahip bir alaşımın seçilmesi, biriktirme işlemi sırasında gerilim oluşumunu azaltır ve hem kaplamanın hem de alt tabakanın uzun süreli dayanıklılığını sağlar.

Substrat Olarak Seramikler: Alümina (Al₂O₃), zirkonya (ZrO₂), silisyum karbür (SiC) ve bor karbür gibi seramikler, yüksek sıcaklık veya aşınmaya dirençli uygulamalar için etkili PVD alt katmanları olarak kullanılabilir. Bu malzemeler kimyasal olarak stabildir ve yüksek enerjili plazma altında boyutsal bütünlüğü korur, ancak kaplama yapışmasını arttırmak için genellikle yüzey aktivasyonuna veya pürüzlendirmeye ihtiyaç duyarlar. Plazma aşındırma, iyon bombardımanı veya mikro pürüzlendirme, seramik yüzey ile biriktirilen katman arasındaki mekanik kenetlenmeyi geliştirmek için yaygın olarak kullanılır. Seramikler kesici takımlar, aşınmaya dayanıklı kaplamalar ve termal bariyer katmanları gibi uygulamalar için idealdir. Bununla birlikte, kırılgan doğaları nedeniyle, kaplamanın tekdüzeliğini ve performansını tehlikeye atabilecek çatlamayı önlemek için taşıma ve işleme sırasında dikkatli olunmalıdır.

Substrat Olarak Tasarlanmış Polimerler: Poliimid (PI), PEEK ve polikarbonat kompozitler de dahil olmak üzere belirli yüksek performanslı polimerler, yumuşamayı veya deformasyonu önlemek için biriktirme sıcaklığı dikkatlice kontrol edilirse PVD Kaplama Makinesinde kaplanabilir. Bu polimerler dekoratif, koruyucu veya bariyer uygulamaları için fonksiyonel kaplamaların eklenmesine olanak sağlar. Ön işlem, polimer substratlar için kritik öneme sahiptir; genellikle yüzey enerjisini ve yapışmayı arttırmak için plazma aktivasyonunu veya kimyasal yüzey modifikasyonunu içerir. Kaplama polimerleri daha düşük enerjili biriktirme teknikleri gerektirir ve substrat sapması, biriktirme hızı ve vakum seviyesi gibi işlem parametrelerinin termal stresi veya bükülmeyi önlemek için optimize edilmesi gerekir. Düşük performanslı plastikler veya nem yüklü polimerler, yüksek vakum ve sıcaklık altında gaz çıkışı veya deformasyon nedeniyle genellikle uyumsuzdur.

Yüzey Hazırlığının Önemi: Alt tabaka türü ne olursa olsun, yüksek kaliteli kaplamalar elde etmek için uygun hazırlık şarttır. Yapışmayı engelleyebilecek ve kaplama kusurlarına neden olabilecek yağları, gresleri, oksitleri ve toz parçacıklarını gidermek için alt yüzey yüzeyleri temizlenmelidir. Substrat malzemesine bağlı olarak genellikle plazma temizleme, iyon bombardımanı, ultrasonik temizleme veya kimyasal aşındırma kullanılır. Kaplama ve uygulamaya bağlı olarak birkaç nanometre ila mikrometre aralığındaki yüzey pürüzlülüğü, mekanik kenetlenmeyi ve yapışmayı doğrudan etkiler. Uygun ön işlem, kaplamanın katmanlara ayrılmasını önler, küçük delikleri veya boşlukları azaltır ve PVD kaplamaların işlevsel performansını korumak için kritik olan düz veya karmaşık yüzeyler boyunca düzgün bir kaplama sağlar.

Termal ve Mekanik Uyumluluk: Alt tabakanın hem PVD işlemi hem de kaplama malzemesi ile termal ve mekanik olarak uyumlu olması gerekir. Alt tabaka ile kaplama arasındaki termal genleşme katsayılarındaki farklılıklar, biriktirme veya kullanım sırasında gerilim birikmesine, çatlamaya veya delaminasyona yol açabilir. Metaller ve seramikler genellikle termal gerilimleri iyi tolere ederken, polimerler dikkatli sıcaklık yönetimi gerektirir. Substratların ayrıca biriktirme sırasında elleçlemeye, dönmeye veya titreşime dayanacak şekilde mekanik olarak sağlam olması gerekir. Uygun termal genleşmeye, sertliğe ve yüzey enerjisine sahip bir alt tabakanın seçilmesi, kaplamanın düzgün bir şekilde yapışmasını, işlevsel performansı sürdürmesini ve PVD makinesine zarar vermemesini sağlar.