Revêtements durs de PVD/CVD

Revêtements durs de PVD/CVD pour les outils antiusure et le développement de composants.

Les outils et les composants de machines sont les instruments principaux de chaque production industrielle. Pendant leur vie fonctionnante, des outils et les composants sont soumis à la dégradation intensive due à l'usage érosif et abrasif combiné et en raison de l'attaque corrosive des agents. Cette dégradation raccourcit la vie d'instruments avec un impact direct sur la productivité de processus. Pour un pays industriel, les coûts liés à l'entretien/à substitution des outils et des composants peut atteindre 4% du produit interne brut (GIP). Pour toutes ces raisons elle est fondamentale pour augmenter la vie d'instruments et par conséquent la productivité. La solution utilisée généralement pour augmenter des outils et des représentations de composants est l'application des revêtements durs protecteurs. Le substrat des outils et des composants enduits durs est protégé par une couche mince (généralement peu de micromètres profondément) des matériaux durs dont les caractéristiques principales sont dureté élevée et inertie chimique. Fragile et cher, ces revêtements de protection durs sont habituellement inadéquats pour le matériel en vrac d'outil mais tourner pour être extrêmement efficaces pour des applications des couches minces. Des revêtements durs sont appliqués aux substrats par le dépôt en phase vapeur physique (PVD) et la déposition en phase vapeur (CVD). Ces deux techniques partagent le besoin d'un mélange fortement précis et commandé de gaz afin d'obtenir les effets désirés. Le MCQ résout ce besoin avec ses mélangeurs de gaz, instruments professionnels des préparations de mélanges de gaz de précision et gestion dynamique de mélanges de gaz.

Choix matériel.

Tous les outils et éléments mécaniques sont soumis pour porter. Des revêtements de protection durs ont été spécifiquement mis en application pour réduire l'usage et donc augmenter la vie d'instruments. Pour chaque processus, il y a différents types de mécanismes d'usage que les outils sont soumis à (par exemple abrasion, adhérence, corrosion, haute température, matériel etc. de collage). Par conséquent, afin de choisir le matériel de revêtement le plus approprié, il est très important de connaître quel mécanisme a la contribution la plus élevée à porter. Actuellement, il y a deux familles matérielles capables d'accomplir la majorité des besoins de processus industriel : les matériaux en céramique et le diamant synthétique de CVD.

• Matériaux en céramique.

Le matériel en céramique est un terme générique qui se rapporte à une famille nombreuse des composés, caractérisée par dureté élevée et inertie chimique. Les composés principaux utilisés pour des applications dures de revêtements sont des nitrures et des carbures des métaux de transition, particulièrement titaniques (Ti), du chrome (Cr) et du zirconium (Zr). Ces types de revêtements durs sont non seulement appropriés aux applications antiusure. Chaque composé a les caractéristiques particulières qui contribuent à augmenter l'utilité matérielle. Les revêtements titaniques de nitrure (étain) augmentent considérablement les substrats résistance portent et à la corrosion mais ils sont également employés pour des applications médicales d'implants (dues à leur nature non-toxique) et pour des buts décoratifs (dus à l'aspect d'or de bidon). Le carbure titanique (tic) et la nitrure de chrome (CrN) sont particulièrement appropriés aux revêtements de protection de corrosion et d'oxydation tandis que la nitrure de zirconium (ZRN) est employée souvent pour ses propriétés de caractère réfractaire.

• Diamant de CVD

Les outils avec les insertions naturelles ou synthétiques de diamant sont très utilisés pour des applications industrielles, particulièrement dans les processus qui aucun autre instrument n'est capable de fournir des résultats satisfaisants. Ces outils sont particulièrement appropriés au traitement des métaux non ferreux, des matériaux en céramique, et des plastiques. En dépit de leurs bonnes représentations, les outils avec des insertions de diamant tendent à être expansifs, souvent insuffisant pour la production à grande échelle. Pendant les deux dernières décennies, la science moderne a fait face à ce problème avec le développement du diamant de déposition en phase vapeur (diamant de CVD). Au lieu d'un petit diamant s'insère, cette technique offre la possibilité pour produire des outils et composants qui sont complètement couverts par une couche mince homogène de diamant synthétique. Comparé à la fabrication des insertions de diamant, la production du diamant a enduit des instruments a beaucoup d'avantages. Coûts, puisque le procédé de dépôt est relativement bon marché. Polyvalence, puisque des films de diamant peuvent être pratiquement déposés sur n'importe quel substrat inorganique avec n'importe quelle géométrie complexe. L'efficacité, depuis le produit chimique de diamant et les propriétés physiques sont transférées sur le substrat, modifiant seulement les propriétés de surface d'instrument et augmentant par conséquent sa résistance à l'usure, coupant la capacité, la dureté, les outils chimiques de diamant de CVD de l'inertie etc. sont particulièrement appropriées à traiter le graphite, matériaux composites (des fibres de carbone et des fiberglasses), céramique verte et des alliages de cuivre et d'aluminium, alors que le diamant de CVD enduisait des composants sont principalement employés pour des applications antiusure.

Phase gaseuse et procédé de dépôt.

Des dépôts durs de revêtements sont effectués par des processus de PVD et de CVD. Le dépôt cathodique de dépôt (arc-PVD), de pulvérisation d'arc (PVD pulvérisant) et tous techniques liées à la CVD exigent l'utilisation d'un mélange de gaz contenant les précurseurs gazeux pour la réaction de dépôt. Travaux de la communauté scientifique de nos jours pour développer constamment nouveaux et plus efficaces revêtements durs, contrôlant et changeant les processus et les résultats optimisés de paramètres de dépôt. Parmi tous les paramètres de dépôt (longueur, température, pression, etc.), un rôle fondamental mène la composition en phase gaseuse. Pour des applications matérielles en céramique, les arrangements de mélange de gaz peuvent être ajustés afin de moduler les résultats finaux. Les différentes compositions en mélange de gaz laissent produire les revêtements en céramique avec les propriétés produit-physiques spécifiques, alors qu'une gestion dynamique de la phase gaseuse peut être employée pour déposer les revêtements multicouche performants. Pour des applications de diamant de CVD, la gestion de la phase gaseuse est cruciale. La phase gaseuse se compose généralement de mélange d'hydrogène/méthane, avec de l'hydrogène comme gaz et méthane d'activation comme source de carbone. La concentration des espèces carbone-contenantes a une influence significative sur le taux de croissance, la qualité, et la morphologie du diamant déposé. Les petits changements dans la composition en mélange de gaz peuvent affecter la structure de film de diamant, menant à la formation de micro, de nano ou ultra le nano-diamant. L'utilisation d'autres espèces de gaz a également une dépendance forte à l'égard le produit fini. Les effets significatifs de l'addition de l'azote, de l'oxygène et du dioxyde de carbone sur les films déposés de diamant ont été bien étudiés.

Solution de MCQ

Pour toutes ces applications, MCQ suggère l'utilisation de sa série de mélangeur de gaz, les instruments idéaux pour des préparations de mélanges de gaz de précision et des applications dynamiques de mélanges de gaz. Les séries de mélangeur de gaz sont les produits professionnels ont spécifiquement machiné pour travailler avec jusqu'à 6 mélanges non-agressifs de gaz de composants. MCQ calibre chaque canal de l'instrument sur la demande de client. Les caractéristiques principales de série de mélangeur de gaz sont une haute précision (exactitude de 1% pour chaque canal), une répétabilité élevée (0,16% de valeur de lecture) et le temps de réponse le plus rapide pour les changements de point de consigne de valeur disponibles sur le marché. Empaqueté avec l'instrument, MCQ fournit le directeur de mélangeur de gaz, un logiciel (compatible avec tout PC fonctionnant de bureau et d'ordinateur portable de Windows) qui assure une manière facile et intuitive de contrôler des mélanges dynamiquement.