Máy phủ PVD có thể xử lý những vật liệu nền nào mà không ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ hoặc hiệu suất của máy?

Kim loại làm chất nền: Kim loại là chất nền phổ biến và tương thích nhất cho Máy phủ PVD do tính dẫn nhiệt cao, tính toàn vẹn về cấu trúc và khả năng chịu được các điều kiện chân không và plasma bên trong máy. Hợp kim thép không gỉ, titan, nhôm, đồng và niken được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, trang trí và dụng cụ vì chúng duy trì độ ổn định kích thước ở nhiệt độ cao và không thoát khí đáng kể trong chân không. Những kim loại này cũng cung cấp độ bám dính tuyệt vời cho nhiều loại vật liệu phủ như TiN, CrN hoặc DLC. Tiền xử lý, bao gồm tẩy dầu mỡ, đánh bóng hoặc làm sạch bằng plasma, là cần thiết để loại bỏ chất gây ô nhiễm, tăng cường năng lượng bề mặt và đảm bảo độ dày lớp phủ đồng đều. Tránh các kim loại có độ bay hơi cao hoặc bề mặt phản ứng sẽ ngăn ngừa ô nhiễm buồng và duy trì chất lượng lớp phủ.

Hợp kim kim loại làm chất nền: Các hợp kim kim loại chuyên dụng, bao gồm thép công cụ, hợp kim coban-crom và siêu hợp kim, phù hợp cho lớp phủ PVD nếu chúng có điểm nóng chảy cao, độ ổn định nhiệt và đặc tính thoát khí thấp. Những hợp kim này thường được sử dụng trong các dụng cụ cắt, linh kiện hàng không vũ trụ, thiết bị cấy ghép y tế và các bề mặt có độ mài mòn cao. Chuẩn bị bề mặt thích hợp, chẳng hạn như phun cát, khắc hóa chất hoặc làm sạch bằng ion, tăng cường độ bám dính và đảm bảo sự lắng đọng đồng đều, đặc biệt đối với các hình dạng phức tạp. Các hợp kim dễ bị oxy hóa hoặc nhiễm bẩn bề mặt có thể yêu cầu các biện pháp xử lý trước lớp phủ bổ sung để tránh mất độ bám dính hoặc bong tróc lớp phủ. Việc lựa chọn hợp kim có đặc tính giãn nở nhiệt tương thích với vật liệu phủ sẽ giúp giảm sự hình thành ứng suất trong quá trình lắng đọng và đảm bảo độ bền lâu dài của cả lớp phủ và chất nền.

Gốm sứ làm chất nền: Các loại gốm như alumina (Al₂O₃), zirconia (ZrO₂), cacbua silic (SiC) và cacbua boron có thể đóng vai trò là chất nền PVD hiệu quả cho các ứng dụng chịu nhiệt độ cao hoặc chịu mài mòn. Những vật liệu này ổn định về mặt hóa học và duy trì tính toàn vẹn về kích thước dưới plasma năng lượng cao, nhưng chúng thường yêu cầu kích hoạt hoặc làm nhám bề mặt để tăng cường độ bám dính của lớp phủ. Khắc plasma, bắn phá ion hoặc gia công thô vi mô thường được sử dụng để cải thiện sự liên kết cơ học giữa bề mặt gốm và lớp lắng đọng. Gốm sứ lý tưởng cho các ứng dụng như dụng cụ cắt, lớp phủ chống mài mòn và các lớp cách nhiệt. Tuy nhiên, do tính chất giòn của chúng, nên phải cẩn thận trong quá trình xử lý và xử lý để tránh nứt, điều này có thể ảnh hưởng đến tính đồng nhất và hiệu suất của lớp phủ.

Polyme được thiết kế làm chất nền: Một số loại polyme hiệu suất cao, bao gồm vật liệu tổng hợp polyimide (PI), PEEK và polycarbonate, có thể được phủ trong Máy phủ PVD nếu nhiệt độ lắng đọng được kiểm soát cẩn thận để tránh bị mềm hoặc biến dạng. Các polyme này cho phép bổ sung các lớp phủ chức năng cho các ứng dụng trang trí, bảo vệ hoặc rào chắn. Tiền xử lý là rất quan trọng đối với chất nền polymer, thường liên quan đến hoạt hóa plasma hoặc biến đổi bề mặt hóa học để tăng năng lượng bề mặt và độ bám dính. Polyme lớp phủ yêu cầu kỹ thuật lắng đọng năng lượng thấp hơn và các thông số quy trình như độ lệch chất nền, tốc độ lắng đọng và mức chân không phải được tối ưu hóa để ngăn ngừa ứng suất nhiệt hoặc cong vênh. Nhựa hiệu suất thấp hoặc polyme chứa nhiều hơi ẩm thường không tương thích do thoát khí hoặc biến dạng trong điều kiện chân không và nhiệt độ cao.

Tầm quan trọng của việc chuẩn bị bề mặt: Bất kể loại chất nền nào, việc chuẩn bị thích hợp là điều cần thiết để đạt được lớp phủ chất lượng cao. Bề mặt nền phải được làm sạch để loại bỏ dầu, mỡ, oxit và các hạt bụi có thể cản trở độ bám dính và gây ra khuyết tật cho lớp phủ. Làm sạch bằng plasma, bắn phá ion, làm sạch bằng siêu âm hoặc khắc hóa học thường được sử dụng tùy thuộc vào vật liệu nền. Độ nhám bề mặt, trong phạm vi từ vài nanomet đến micromet tùy thuộc vào lớp phủ và ứng dụng, ảnh hưởng trực tiếp đến khóa liên động cơ học và độ bám dính. Việc xử lý trước thích hợp sẽ ngăn chặn sự tách lớp phủ, giảm lỗ kim hoặc lỗ rỗng và đảm bảo sự lắng đọng đồng đều trên các bề mặt phẳng hoặc phức tạp, điều này rất quan trọng để duy trì hiệu suất chức năng của lớp phủ PVD.

Khả năng tương thích nhiệt và cơ học: Chất nền phải tương thích về mặt nhiệt và cơ học với cả quy trình PVD và vật liệu phủ. Sự khác biệt về hệ số giãn nở nhiệt giữa chất nền và lớp phủ có thể dẫn đến sự tích tụ ứng suất, nứt hoặc tách lớp trong quá trình lắng đọng hoặc trong quá trình sử dụng. Kim loại và gốm sứ thường chịu được ứng suất nhiệt tốt, trong khi polyme yêu cầu quản lý nhiệt độ cẩn thận. Chất nền cũng phải có độ bền cơ học để chịu được việc xử lý, xoay hoặc rung trong quá trình lắng đọng. Việc chọn chất nền có độ giãn nở nhiệt, độ cứng và năng lượng bề mặt phù hợp sẽ đảm bảo lớp phủ bám dính đúng cách, duy trì hiệu suất hoạt động và không gây hư hỏng cho máy PVD.