Теплоізоляційна технологія на композитній поверхні

Технологія зварювання іонів на композитній поверхні

Композитна функція інтеграції функції інтеграції з легким вагою, високою питомою міцністю, ніж високий модуль, хороша корозійна стійкість, продуктивність стійкості до зносостійкості хороша, має міцний дизайн і серія унікальних переваг і все більше стає важливими складовими в області авіації, космічного та іншого захисту, для досягнення певної функції, необхідно мати справу з композитною поверхнею матеріалу, що широко використовується, є засобом обробки поверхневої металізації. Існує багато способів металізації поверхні композиційних матеріалів, включаючи хімічне покриття, гальванічне покриття, термічне напилювання, вакуумне нанесення тощо. Вакуумне покриття може бути поділене на випарне покриття, магнетронне напилення, дуговий іонний покриття тощо.

Оскільки розмір структурних та функціональних інтегративних складових компонентів матеріалу може бути великим, а крива поверхня може бути складною, це призводить до виявлення двох вирішальних проблем для здійснення поверхневої металізації композиційних матеріалів методом вакуумного нанесення. Технологія зварювання іонів є кращим вибором. До його переваг відносяться висока енергія відстані частинок осадження, хороший діапазон дифузії, висока міцність зв'язуючої плівки та швидка швидкість осадження тощо.

1. Коротке введення технології дугового іонного покриття

Arc Ion Plating (АІП) - це технологія, що використовується в вакуумному покритті: дуга на катодному матеріалі під вакуумом та вакуумну камеру, що утворюється між розрядом анодної дуги, використанням випаровування зварювального матеріалу із застосуванням дугового матеріалу та процесу випаровування поверхні. Технологія зварювання іонів отримала великий розвиток у ХХ столітті, особливо наприкінці 1970-х років, вчені в колишньому Радянському Союзі та Сполучені Штати Америки для промислового застосування провели великі дослідження на своїй технології і здійснили технологію дугового іонного покриття в 1980 році в галузі твердого плівки, індустріалізації декоративного кіно, в даний час застосування в цих двох областях має значний масштаб. В останні 20 років технологія дугового іонного покриття почала розвиватися в оптичних, електричних тонких плівках та інших додатках.

Розряд дуги утворює дугові плями, які випадково рухаються на поверхні катодної мішені. Щільність струму дугових плям дорівнює 1012 А / м2, а щільність енергії дорівнює 1013 Вт / м2. Густина високої енергії безпосередньо призводить до перетворення цільового матеріалу з твердої фази в парову плазму метану в точці дуги.

(1) його можна покрити різноманітними металами, особливо тугоплавкими металами (такими як вольфрам і тантал), які важко досягати за допомогою інших технологій фізичного осадження парів (ПВД);

(2), на відміну від відкладень інших технологій ПВД, які в основному є нейтральними частинками, катодні дугові плями можуть генерувати велику кількість заряджених (один заряд чи багаторазовий заряд) частинок, а іони можуть бути прискорені, стримані та рухаються у певному напрямку, і вони осідають на поверхні деталей.

(3) початкові іони енергії, утворені дугами катодної дуги від 20 до 200 ев, у процесі нанесення тонкої плівки, відбувається бомбардування, посилюється дифузійна здатність осадових частинок і щільність зародження, а поверхня тонкої плівки знімається вільно частинки, частково усунути внутрішні напруження стовпчастих кристалів і плівок, причиною є підвищена поверхнева активність мембрани, наприклад, ефект ущільнення тонкої плівки;

(4), коли катодна дугова плита утворює заряджені частинки для утворення плазми, вона також генерує велику кількість крапель та фрагментів, тоді як інші технології PVD генерують кілька великих частинок.

Тому технологія дугового іонного покриття має переваги компактної плівки та високої сили зв'язку. Крім того, він може реалізувати тонкоплівкові осадження на складній поверхні. Найбільшим недоліком технології дугового іонного покриття є те, що більші крапельки також наносяться на поверхню плівки, що призведе до шорсткої поверхні плівки і впливає на плівкову продуктивність. Але при безперервному розвитку магнітної технології фільтрів вже є хорошим способом контролювати більшу краплю, уникати осадження на поверхню мембрани, технологія осадження іонної плівки дугових поверхонь якості тонкої плівки близька до іншої технології PVD, електричної дуги технологія іонного покриття, що застосовується для плівки в оптиці, електриці та інших областях.

2. Дві проблеми вакуумного нанесення на композитну поверхню

У порівнянні з металевими або напівпровідниковими матеріалами композитні матеріали з інтегрованою структурою та функцією не можуть витримувати високу температуру, а деякі функціональні деталі вимагають високої точності профілю. Тому висока температура не допускається при вакуумному покритті композиційних матеріалів, щоб уникнути матеріального пошкодження та зменшення точності профілю. Проте висока температура осадження дуже сприятлива для отримання твердих і щільних металевих плівок. З точки зору отримання високоякісних плівок бажано високу температуру. Можливим способом розв'язання цієї суперечності є використання чистоти іонного джерела та інших технічних засобів для проведення операції активації in-situ на поверхні композиту перед нанесенням плівок, з тим щоб збільшити поверхневу активність для збільшення сили зв'язку між металом плівка і підкладка.

Композитні матеріали для великогабаритних деталей, у процесі викачування матеріалу вакуумного покриття, є ключовою проблемою, оскільки швидкість витиснення вищого матеріалу може спричинити ряд проблем, таких як окислення металевої плівки, що може впливати на очевидну якість та електричні властивості металевий плівк, тому вам потрібно попередньо випустити та інші технічні засоби для роботи з композитними матеріалами.

3. Приклади застосування дугового іонного покриття на композитній поверхні

Технологія дугового іонного покриття була успішно використана для депонування Al-плівки на поверхню великих композиційних матеріалів. Отриманий плівка має рівномірний колір і блиск, рівномірну товщину, близьку електропровідність до блоку алюмінію, і міцну зв'язок з основою.

Процедура випробування для нанесення плівки Al на поверхню композитних матеріалів методом дугового іонізації полягає в наступному:

(1) очищають поверхню композитного матеріалу, протріть його беззбитковою тканиною, змоченою етанолом 3-5 разів, і природно її висушіть;

(2) складові деталі з'єднані та закріплені на покривному інструменті вакуумної камери;

(3) нагнітайте фоновий вакуум краще, ніж 5 x 10-3pa;

(4) поверхню композитного матеріалу очищають джерелом іонів;

(5) плівка для дугового іонного покриття;

(6) вакуумна камера відкрита в атмосферу, а композиційні матеріали виймаються.

Технологічні параметри дугового іонного покриття є такими:

(1) тиск газу 1.1 ~ 1.5 x 10-1pa;

(2) тиск розрядження дуги 45 ~ 50 В;

(3) розрядний струм дуги 50 ~ 55А;

(4) відстань між композитною поверхнею та джерелом дуги становить 0,3-1 м.

Локальний вигляд покриття Al на композиційній поверхні після дугового іонного покриття наведено на рисунку 1. Як видно з рисунка 1, Al мембрана є рівномірною та компактною, майже без крапель, і топографія поверхні плівки є картографування морфології поверхні композиційної матриці. Морфологія поверхневої плівки Al спостерігалася за допомогою оптичного профілі Wyko NT9300, як показано на малюнку 2. Поверхня плівки була рівною та рівномірною по товщині. і його шорсткість поверхні Ra становить 0.145 мкм.

Товщина плівки Al на поверхні композитного матеріалу була перевірена за допомогою сходиметра. Зразки були взяті з слайдів, вставлених в різні частини частини. Результати випробувань показані в таблиці 1.

Міцність сили зв'язку між плівкою та субстратом є важливим показником для оцінки якості плівки. Існує багато методів перевірки сили зв'язування, в тому числі метод натягу, метод смуги, метод подряпин, метод тертя, метод ультразвуку та метод відцентрової сили. З огляду на те, що плівка Al, що покрита на поверхні композитного матеріалу, є типовою м'якою плівкою, і сила, застосована при практичному застосуванні цього плівки, полягає в переважно зсувній силі, ми використовуємо метод тягового смуги для оцінки сили зв'язку між плівкою Al та основа композитного матеріалу. [4] взяття методу конкретного способу реалізації для клейкої стрічки міцності шкірки на 7 н / см, щільної та рівномірної на поверхні тонкої плівки та від краю не менше 3 мм, з ручним протяжністю стрічки з одного кінця та клейка стрічка і поверхня плівки до 90 °, рівномірне поступово (приблизно 5 мм / с) стрічка відтягується від поверхні мембрани, дивись плівку з відшаровуванням чи без пошкодження або пошкодження. Коли плівка не пошкоджується, вважається, що плівка добре поєднується з композитним матеріалом та відповідає вимогам щодо використання. Коли фільм падає, вважається, що сила зв'язку не відповідає вимогам. Тест зчеплення проводився в різних положеннях на поверхні композиційних матеріалів методом натягу.

Мультиметр був використаний для тестування в будь-яких двох точках на поверхні композитів, і результати були всі провідними. Чотириточковий зондовий метод використовується для тестування пасти в складових частинах з різними частинами зразка на поверхні плівкового опірного матеріалу, результати наведено в таблиці 2, а матеріал А-блоку має питомий опір 2,66 × 10-8 Ω м. за такий же порядок .

4.висновок

Технологія гальванопластики може реалізувати поверхневу металізацію компонентів складного матеріалу з високою якістю, рівномірною щільністю, твердої зв'язності та регульованою товщиною, що має широке застосування. Однак ця технологія також має такі обмеження, як велике обладнання, висока вартість та довгий цикл.

IKS PVD налаштував відповідну вакуумну вакуумну машину покриття ПВД для вас, зв'яжіться з нами зараз,

iks.pvd@foxmail.com