Вопрос: Что общего между отделкой вашего автомобиля, обычными инструментами и кухонным смесителем, который вы только что купили для ремонта дома?
Ответ: Вероятно, они прошли процесс осаждения тонких пленок в вакуумной системе.
Технологии осаждения тонких пленок, такие как физическое осаждение из паровой фазы (PVD) или химическое осаждение из паровой фазы (CVD), наиболее широко известны благодаря их использованию в производстве микроэлектроники и датчиков. Мы гораздо меньше знакомы с применением этих технологий для более распространенных повседневных товаров, хотя производители используют их еще с 1930-х годов.
Повседневные применения тонких пленок
Существует несколько веских причин для широкого применения вакуумного осаждения тонких пленок за пределами микроэлектроники. Процессы PVD и CVD в вакуумной камере обеспечивают непревзойденный контроль над свойствами материала, такими как состав, твердость, проводимость, прозрачность или цвет, и это лишь некоторые из них. Этот контроль позволяет производителям создавать тонкие пленки со свойствами, адаптированными к их применению и продукту.
Вот несколько примеров применения тонкопленочной технологии на повседневных продуктах:
Домашняя фурнитура — распространенные изделия с PVD-покрытием, такие как смесители, кухонная и ванная, а также дверная и оконная фурнитура.
Применение тонкопленочной бытовой техники: если ваш смеситель выглядит как нержавеющая сталь, никель, бронза, черный цвет или оттенок золота, скорее всего, он покрыт PVD-пленкой для цвета и долговечности. Ваш смеситель может также включать внутренние клапаны дозирования воды, покрытые PVD-пленкой из алмазоподобного углеродного слоя (DLC) для обеспечения долговечной работы.
Применение тонких пленок в автомобильной промышленности
Применение PVD в автомобилестроении: оборудование и покрытия PVD улучшают функциональность и долговечность высокопроизводительных компонентов двигателя и создают высококлассный вид салона и отделки автомобилей и мотоциклов. PVD является более чистой альтернативой шестивалентному хрому для этой цели.
Благодаря PVD-покрытиям ваши критически важные компоненты служат дольше, работают более эффективно благодаря меньшему трению, выдерживают высокие температуры и противостоят коррозии.
Отделка вашего автомобиля, возможно, прошла процесс PVD для нанесения потрясающего металлического или темного DLC-покрытия на металлические или пластиковые детали.
Фары вашего автомобиля представляют собой кусок формованного пластика. Тонкий PVD-слой алюминия действует как зеркало, отражая свет лампочки или светодиода.
Сверла с PVD-покрытием: яркое тонкопленочное применение
В магазинах товаров для дома вы найдете сверла золотого цвета и другие режущие инструменты . Эти предметы не сделаны из золота и не окрашены. Вместо этого тонкопленочное PVD-покрытие из нитрида титана (TiN) намного тверже, чем сталь сверла, поэтому оно дольше остается острым.
Ювелирные изделия – использование прочного цветного PVD.
Ювелирные изделия из драгоценных металлов относительно ограничены в выборе цвета . Модельеры, как и потребители, любят больше разнообразия. Распространенным применением PVD является нанесение на ювелирные изделия прочного декоративного металлического покрытия.
Упаковка для еды
Вы когда-нибудь задумывались, почему картофельные чипсы продаются в пакетах с блестящим металлическим слоем? Тонкий барьерный слой алюминия с PVD-покрытием, который дольше сохраняет свежесть чипсов.
Очки – PVD-нанесение покрытий линз и оправ
Большинство очков сегодня изготавливаются из пластика. Их часто покрывают с помощью вакуумной системы PVD для нанесения просветляющей пленки и/или устойчивого к царапинам верхнего слоя.
Домашние окна
Ваша прочная оконная фурнитура может иметь PVD-покрытие.
Те окна с низким коэффициентом излучения (Low-E), которые снижают расходы на электроэнергию в вашем доме, вероятно, покрыты тонкой стопкой PVD-пленок для отражения тепла (инфракрасного излучения), оставаясь при этом прозрачными для видимого света.
Как работает PVD-покрытие: обычное повседневное применение тонких пленок
Процесс PVD, используемый для обычных применений тонких пленок, испаряет твердый материал в вакууме. Испаренный материал образует пленку на подложке или изделии. Поскольку осаждение происходит в вакуумной камере, испаренный материал остается очень чистым. При контролируемом добавлении одного или нескольких химически активных газов можно изменить состав испаренного материала. Например, при добавлении в процесс азота испаренный металл будет реагировать с нитридом металла. Существует несколько различных методов испарения твердых материалов в вакууме. Твердый материал испаряется с использованием нагретого тигля, электронного луча, ионной бомбардировки из плазмы или катодной дуги.
В процессе нанесения тонкопленочного покрытия CVD один или несколько газов подаются в вакуумную технологическую камеру, где они вступают в реакцию с поверхностью продукта при высоких температурах.
Для PE-CVD (химическое осаждение из паровой фазы с плазменным усилением) химическая реакция вызывается не высокой температурой, а низкотемпературной плазмой. Газ активируется или расщепляется в плазме для создания реактивных частиц, образующих пленку на поверхности подложки/изделия. Общие области применения включают покрытие DLC .
