Дуговая ионизация — технологический процесс, разработанный в СССР в 60-х годах. С тех пор он стал более широко использоваться и приниматься в других частях мира. Энергия испарения, а также ионизация используются для достижения цели дугового ионного покрытия. Целью дугового ионного покрытия является покрытие заготовки желаемым материалом, которым обычно является металл.
В принципе, дуговое ионное осаждение похоже на другую форму ионного осаждения, известную как дуговое плазменное осаждение. Однако между ними есть небольшие различия.
Принцип
При дуговом ионном осаждении материал, используемый для покрытия, сначала испаряется в вакууме. Затем он ионизируется с помощью положительных зарядов электрической дуги. Затем материал притягивается к заготовке. За это притяжение ответственны положительные заряды материала и отрицательные заряды заготовки, поскольку противоположные заряды притягиваются. Материал бомбардируется заготовкой на очень высокой скорости. Впоследствии на заготовке образуется очень клейкая тонкая пленка материала.
Материалы, используемые для дугового ионного покрытия
Большинство материалов, используемых для дуговой ионной осаждения, также можно использовать для дуговой плазменной осаждения. Они включают:
- TiN: нитрид титана — один из наиболее широко используемых покрытий получаемых с помощью вакуумно-дугового напыления. Это связано с его доступностью и долговечностью.
- Медь: этот металл обычно используется для обработки деталей, требующих высокой проводимости. Его антибактериальные свойства делают его идеальным для покрытия медицинского оборудования.
- Золото: золото – дорогой металл. Однако он прочный и блестящий. Это делает золото популярным для покрытия ювелирных изделий.
- Хром: хром устойчив к коррозии и истиранию. Поэтому его широко используют для обработки заготовок, которые в противном случае могли бы легко подвергнуться коррозии.
- Серебро: у него еще более высокая проводимость, чем у меди. Это довольно дорого. Это позволяет использовать его на заготовках, требующих высокой проводимости и эстетики.
Использование дугового ионного покрытия
- Предотвращение трения: ионное покрытие используется в деталях машин, которые подвержены износу из-за трения. Это обеспечивает бесперебойную работу машин и увеличивает срок их службы.
- Проводимость электричества: некоторым приборам для выполнения своих функций требуется высокий уровень проводимости. К ним относятся сотовые телефоны, компьютеры и многие другие электронные устройства. Такие металлы, как золото и серебро, являются хорошими проводниками. Однако они слишком дороги. Вместо того, чтобы делать весь прибор из серебра или золота, его можно просто покрыть любым из этих металлов. Это также увеличивает проводимость прибора.
- Предотвращение потускнения: некоторые предметы домашнего обихода, такие как столовые приборы и кастрюли, подвержены потускнению. Однако, когда они покрыты прочными металлами, такими как медь и TiN, они служат дольше и не тускнеют.
- Теплопроводность: можно только представить, насколько сложно было бы использовать некоторые кухонные принадлежности, если бы не ионное покрытие. Алюминиевые кастрюли, сковородки и чайники можно покрыть медью, чтобы улучшить их теплопроводность.
- Ювелирные изделия и эстетика: ионное покрытие используется для улучшения эстетики. Его широко используют при производстве ожерелий, браслетов, колец, запонок и других аксессуаров. Это улучшает не только их эстетику, но и долговечность. Люстры, подставки для ламп, дверные ручки и рамы зеркал — это лишь несколько вещей, которые можно подвергнуть ионному покрытию, чтобы сделать их более эстетичными. Золото и серебро обычно используются для ионного покрытия, когда эстетика является важным фактором.
- Защита от радиации: обычно применяется в аэрокосмической отрасли. Шлем космонавтов обычно покрывают золотом, чтобы защитить его от вредного воздействия солнечной радиации.
Почему вакуумно-дуговое напыление покрытий?
- Сильная адгезия: это одна из причин, почему эта технология так широко используется. Из-за зарядов на заготовке и металле возникает сильная сила притяжения, которая заставляет металл прилипать к заготовке. Таким образом, материалы, покрытые дуговым ионным покрытием, очень долговечны.
- Бомбардировку можно контролировать : это позволяет регулировать свойства пленки так, чтобы они лучше всего подходили для подложки.
- Покрытие поверхности лучше, чем у большинства других форм покрытия.
- Электропроводящие материалы можно легко испарить в процессе.
Ограничения дугового ионного покрытия
- Электрически стойкие материалы не могут быть испарены в процессе.
- Задача состоит в том, чтобы получить однородное покрытие, поскольку необходимо контролировать множество переменных.
- Возможно, температура нанесения покрытия слишком велика для некоторого вида подложек.