Ion Plating
Jun 14, 2018| หลักการของการเคลือบไอออน
การชุบไอออนหมายถึงการใช้แก๊สออกสู่ไอออนไนซ์หรือวัสดุที่ระเหยภายใต้สภาวะสูญญากาศ วัสดุระเหยหรือตัวทำปฏิกิริยาของพวกเขาวางลงบนชิ้นงานภายใต้การกระทำของการทิ้งไอออนไอออนของไอออนหรือวัสดุที่ระเหยกลายเป็นไอ ไอออนชุบสามารถแบ่งออกเป็นไอออนไอออน magnetron ไอออนชุบไอออนปฏิกิริยาขั้วลบไอออนชุบไอออนชนวน (ระนาบขั้วลบกลวง) ชุบไอออน - หลายขั้ว (ขั้วลบไอออนชุบ) และอื่น ๆ การพ่นไอออนรวมการปล่อยประกายเทคโนโลยีพลาสม่าและเทคโนโลยีการระเหยสูญญากาศซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเคลือบผิวได้อย่างมาก แต่ยังช่วยขยายการเคลือบผิวด้วยเทคโนโลยีเคลือบได้เป็นอย่างมาก นอกจากข้อดีของการฉีดพ่นด้วยแรงดันแล้วยังมีข้อดีของการยึดเกาะของฟิล์มที่ดีการกระจายสัญญาณที่ดีหลากหลายวัสดุที่สามารถชุบได้เป็นต้น หลักการพื้นฐานของการชุบไอออนคือทำไอออไนซ์ไอของโลหะหรืออัลลอยโดยวิธีการเรืองแสงหรือการปลดปล่อยแก๊สเฉื่อย การเคลือบไอออนรวมถึงกระบวนการทำความร้อนการระเหยและการสะสมของวัสดุเคลือบผิว (เช่น TiN และ TiC) ระเหยอะตอมของวัสดุเคลือบที่ได้รับไอออนไนซ์เป็นจำนวนเล็กน้อยเมื่อผ่านพื้นที่เรืองแสงและบินไปยังชิ้นงานภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าทำให้ผิวของชิ้นงานพุ่งเข้าใส่ด้วยพลังงานหลายพันอิเล็กตรอนโวลต์และสามารถฉีดเข้าไปใน พื้นผิวที่มีความลึกประมาณหลายนาโนเมตร ดังนั้นแรงยึดเกาะของผิวเคลือบจึงดีขึ้นอย่างมากและอะตอมของวัสดุที่ระเหยกลายเป็นไอระเหยที่ไม่อิ่มตัวอยู่บนชิ้นงานโดยตรง การพ่นไอออนของก๊าซเฉื่อยและไอออนของวัสดุเคลือบบนพื้นผิวของชิ้นงานยังสามารถขจัดสิ่งปนเปื้อนต่างๆเพื่อปรับปรุงแรงยึดเกาะ
ข้อดีของการเคลือบไอออน
1. ความสามารถในการเลี้ยวเบนที่แข็งแกร่ง
ในกระบวนการชุบไอออนอนุภาคของวัสดุระเหยเคลื่อนที่ไปในทิศทางของสายไฟในรูปของไอออนประจุไฟฟ้าในสนามไฟฟ้า ดังนั้นส่วนใด ๆ ที่มีสนามไฟฟ้าสามารถรับชั้นชุบดีซึ่งดีกว่าการเคลือบสูญญากาศธรรมดาในการรับชุบในทิศทางตรง ดังนั้นวิธีการนี้จึงเหมาะสำหรับการเคลือบผิวด้านในร่องและช่องแคบในชิ้นส่วนชุบ วิธีการเคลือบสุญญากาศแบบปกติสามารถทำผิวเคลือบโดยตรงได้ อนุภาคระเหยสามารถเคลื่อนขึ้นได้เช่นเดียวกับบันไดปีนเขา แต่การชุบไอออนสามารถหุ้มด้านหลังและด้านในของชิ้นส่วนได้อย่างเท่าเทียมกัน ไอออนที่ชาร์จแล้วสามารถบินไปตามเส้นทางที่กำหนดได้ทุกที่ภายในรัศมีของกิจกรรมเช่นนั่งบนเฮลิคอปเตอร์
2. เคลือบที่มีคุณภาพสูง
เคลือบด้วยอิออนมีความหนาแน่นรูพรุนปราศจากฟองและมีความหนาสม่ำเสมอ แม้ด้านและร่องสามารถชุบได้อย่างเท่าเทียมกันโดยไม่ต้องโลหะ ชิ้นส่วนต่างๆเช่นเกลียวสามารถชุบได้ วิธีนี้สามารถซ่อมแซมข้อบกพร่องต่างๆเช่นรอยแตกและรอยแตกบนพื้นผิวของชิ้นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งสามารถปรับปรุงคุณภาพของพื้นผิวและสมบัติทางกายภาพและทางกลของชิ้นส่วนที่ชุบได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทดสอบความล้าแสดงให้เห็นว่าหากได้รับการจัดการอย่างถูกต้องความเมื่อยล้าของชิ้นงานอาจสูงกว่าก่อนการชุบด้วยความร้อน 20% ~ 30%
3. ทำความสะอาดไอออนได้ง่ายขึ้น
กระบวนการเคลือบส่วนใหญ่ที่มีอยู่จะต้องมีการทำความสะอาดชิ้นงานอย่างเข้มงวดล่วงหน้าซึ่งมีความซับซ้อนและเสียค่าใช้จ่าย อย่างไรก็ตามกระบวนการชุบไอออนของตัวเองมีประสิทธิภาพในการทำความสะอาดด้วยไอออนประจุไอออนและผลกระทบนี้ยังคงอยู่ตลอดกระบวนการเคลือบผิวทั้งหมด ทำความสะอาดได้ดีเยี่ยมและสามารถชุบผิวเคลือบได้ใกล้กับพื้นผิวซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการยึดเกาะและช่วยลดการทำความสะอาดก่อนการชุบ
สามารถเลือกชุบได้หลากหลายประเภท
วิธีการชุบไอออนใช้ไอออนพลังงานสูงในการทิ้งพื้นผิวชิ้นงานเพื่อให้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมากถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนบนผิวของชิ้นงานซึ่งจะช่วยส่งเสริมปฏิกิริยาการเกิดการงอกของสารเคมีของเนื้อเยื่อผิว อย่างไรก็ตามชิ้นงานทั้งหมดโดยเฉพาะแกนหลักของชิ้นงานจะไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิสูง ดังนั้นกระบวนการเคลือบผิวจึงมีความหลากหลายมากขึ้นและมีข้อ จำกัด น้อยลง โดยทั่วไปแล้วโลหะผสมโลหะผสมและวัสดุสังเคราะห์บางชนิดวัสดุฉนวนความร้อนและวัสดุที่มีจุดหลอมละลายสูงสามารถชุบได้ สามารถทำแผ่นโลหะหรือโลหะบนชิ้นงานโลหะหรือโลหะหรืออโลหะบนชิ้นงานที่ไม่ใช่โลหะและแม้แต่พลาสติกยางควอตซ์เซรามิคเป็นต้น
