Επικάλυψη ιόντων

Αρχή της επιμετάλλωσης με ιονικά υλικά

Η επιμετάλλωση ιόντων αναφέρεται στη χρήση εκκενώσεως αερίου για ιονισμό αερίων ή εξατμισμένων υλικών υπό συνθήκες κενού. Τα υλικά εξάτμισης ή τα αντιδραστήρια τους εναποτίθενται επί του κατεργαζόμενου τεμαχίου υπό την επίδραση βομβαρδισμού ιόντων αερίων ή εξατμισμένων υλικών. Η επιμετάλλωση ιόντων μπορεί να χωριστεί σε επιμετάλλωση με ιοντίζουσα ακτινοβολία μαγνητρονίων, αντιδραστική ιοντική επικάλυψη, κοίλη επίστρωση με ιονισμό εκφόρτισης καθόδου (κοίλη εξάτμιση καθόδου), επικάλυψη ιόντων πολλαπλών τόξων (επικάλυψη ιόντων με καθοδικό τόνο) κ.ο.κ. Η επιμετάλλωση ιόντων συνδυάζει την εκτόνωση, την τεχνολογία πλάσματος και την τεχνολογία εξάτμισης υπό κενό, η οποία όχι μόνο βελτιώνει σημαντικά την απόδοση της επικάλυψης αλλά και επεκτείνει σημαντικά την εφαρμογή της τεχνολογίας επικάλυψης. Εκτός από τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η επίστρωση υπό κενό, έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της ισχυρής πρόσφυσης του φιλμ, της καλής περίθλασης, μιας ευρείας γκάμας υλικών που μπορούν να επιμεταλλωθούν και ούτω καθεξής. Η βασική αρχή της επιμετάλλωσης ιόντων είναι να ιονίζει τον ατμό ενός μετάλλου ή κράματος μέσω μιας εκτόξευσης με λάμψη ή τόξου ενός αδρανούς αερίου. Η επιμετάλλωση ιόντων περιλαμβάνει τις διαδικασίες θέρμανσης, εξάτμισης και εναπόθεσης των υλικών επικάλυψης (όπως TiN και TiC). Τα εξερχόμενα άτομα του υλικού επικάλυψης υποβάλλονται σε μικρή ποσότητα ιονισμού όταν διέρχονται από την περιοχή της λάμψης και πετούν προς το τεμάχιο υπό τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου, χτυπά την επιφάνεια του κατεργαζόμενου τεμαχίου με ενέργεια αρκετών χιλιάδων ηλεκτρονίων βολτ και μπορούν να εγχυθούν το υπόστρωμα σε βάθος περίπου μερικών νανομέτρων. Συνεπώς, η δύναμη σύνδεσης της επικάλυψης βελτιώνεται σημαντικά και τα μη ιονισμένα άτομα ατμοποιημένου υλικού εναποτίθενται απευθείας στο τεμάχιο εργασίας. Ο ψεκασμός ιόντων αδρανούς αερίου και ιόντων υλικού επίστρωσης στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας μπορεί επίσης να απομακρύνει τους ρύπους για να βελτιώσει τη δύναμη συγκόλλησης.

Τα πλεονεκτήματα της επιμετάλλωσης με ιόντα

1. Ισχυρή ικανότητα διάθλασης

Στη διαδικασία επιμετάλλωσης με ιονισμό, τα σωματίδια του υλικού εξάτμισης κινούνται προς την κατεύθυνση της γραμμής ισχύος με τη μορφή φορτισμένων ιόντων στο ηλεκτρικό πεδίο. Επομένως, οποιαδήποτε μερίδα όπου υπάρχει ένα ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να αποκτήσει ένα καλό στρώμα επιμετάλλωσης, το οποίο είναι ανώτερο από το συνηθισμένο επίστρωμα κενού κατά την απόκτηση του επιχρίσματος κατά την άμεση διεύθυνση. Έτσι, αυτή η μέθοδος είναι πολύ κατάλληλη για την επίστρωση στην εσωτερική τρύπα, την αυλάκωση και τη στενή σχισμή στα επιμεταλλωμένα μέρη. Η κανονική μέθοδος επικάλυψης κενού μπορεί να κάνει μόνο την άμεση επικάλυψη. Τα σωματίδια εξάτμισης μπορούν να μετακινηθούν μόνο σαν σκάλα αναρρίχησης. Αλλά η επικάλυψη ιόντων μπορεί να καλύψει ομοιόμορφα την πλάτη και τις εσωτερικές οπές των τμημάτων. Τα φορτισμένα ιόντα είναι σε θέση να πετούν κατά μήκος καθορισμένων διαδρομών οπουδήποτε μέσα στην ακτίνα δραστηριότητάς τους, όπως η καθιστική θέση στα ελικόπτερα.

2. Επικαλύψεις υψηλής ποιότητας

Η επιχρυσωμένη επικάλυψη είναι πυκνή, χωρίς οπές, χωρίς φυσαλίδες και με ομοιόμορφο πάχος. Ακόμη και οι πτυχές και οι αυλακώσεις μπορούν να τοποθετηθούν ομοιόμορφα χωρίς μεταλλουργία. Εξαρτήματα όπως σπειρώματα μπορούν επίσης να επιστρωθούν. Αυτή η μέθοδος μπορεί επίσης να επισκευάσει ελαττώματα όπως μικρές ρωγμές και λάκκους στην επιφάνεια του τεμαχίου, πράγμα που μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την ποιότητα της επιφάνειας και τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες των επιμεταλλωμένων μερών. Οι δοκιμές κόπωσης δείχνουν ότι αν αντιμετωπιστεί σωστά, η διάρκεια ζωής της κόπωσης του αντικειμένου εργασίας μπορεί να είναι κατά 20% ~ 30% υψηλότερη από ό, τι πριν από την επιμετάλλωση.

3. Η διαδικασία καθαρισμού με ιοντική επιφάνεια είναι απλοποιημένη

Οι περισσότερες από τις υπάρχουσες διαδικασίες επικάλυψης απαιτούν εκ των προτέρων αυστηρό καθαρισμό του τεμαχίου, το οποίο είναι περίπλοκο και δαπανηρό. Ωστόσο, η διαδικασία επίστρωσης με ιοντίζουσα επιφάνεια έχει καθαριστικό αποτέλεσμα βομβαρδισμού ιόντων και αυτό το φαινόμενο συνεχίζεται καθ 'όλη τη διάρκεια της διαδικασίας επικάλυψης. Το αποτέλεσμα καθαρισμού είναι εξαιρετικό και η επίστρωση μπορεί να φτάσει απευθείας στο υπόστρωμα, πράγμα που βελτιώνει αποτελεσματικά την πρόσφυση και απλοποιεί μια μεγάλη ποσότητα εργασιών προεπεξεργασίας.

4. Μπορεί να τοποθετηθεί μεγάλη ποικιλία υλικών

Η μέθοδος επιμετάλλωσης ιόντων χρησιμοποιεί ιόντα υψηλής ενέργειας για να βομβαρδίζει την επιφάνεια του τεμαχίου, έτσι ώστε μια μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας να μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, προωθώντας έτσι τις χημικές αντιδράσεις πολλαπλασιασμού του επιφανειακού ιστού. Ωστόσο, ολόκληρο το τεμάχιο εργασίας, ειδικά ο πυρήνας του τεμαχίου εργασίας, δεν επηρεάζεται από τις υψηλές θερμοκρασίες. Επομένως, αυτή η διαδικασία επίχρισης έχει ευρύτερο φάσμα εφαρμογών και είναι λιγότερο περιορισμένη. Γενικά, διάφορα μέταλλα, κράματα και ορισμένα συνθετικά υλικά, μονωτικά υλικά, ευαίσθητα στη θερμότητα υλικά και υλικά υψηλού σημείου τήξης μπορούν να επιστρωθούν. Μπορεί να πλάκα μη μεταλλικά ή μεταλλικά σε μεταλλικά τεμάχια, ή μέταλλο ή μη μέταλλο σε μη μεταλλικό τεμάχιο, ακόμα και σε πλαστικό, καουτσούκ, χαλαζία, κεραμικά, κλπ.