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化学气相沉积技术优化方案

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:化学气相沉积是在一定温度下,混合气体之间或混合气体与基体表面之间相互作用,在基体表面形成金属或化合物等的固态膜或镀层,使材料表面改性,以满足耐磨、抗氧化、耐腐蚀以及特定的电学、光学和摩擦学等特殊性能要求的一种薄膜技术。化学气相沉积是一种化学气相生长法。化学气相沉积也用于耐腐蚀和耐摩擦设备。但是,用化学气相沉积法生产工、模具涂层的主要问题是沉积温度高,这对许多基材,尤其对模具钢是十分不利的。

化学气相沉积技术优化方案

化学气相沉积是在一定温度下,混合气体之间或混合气体与基体表面之间相互作用,在基体表面形成金属或化合物等的固态膜或镀层,使材料表面改性,以满足耐磨、抗氧化、耐腐蚀以及特定的电学、光学和摩擦学等特殊性能要求的一种薄膜技术。化学气相沉积是一种化学气相生长法。这种方法是把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基片的反应室,借助气相作用或在基片上的化学反应生成所希望的薄膜。它可以方便控制薄膜组成,制备各种单质、化合物、氧化物和氮化物甚至一些全新结构的薄膜。

在耐磨涂层方面,其主要用于金属切削刀具,常用的镀层一般包括难熔硼化物、碳化物、氮化物和氧化物等。氮化硅材料常用于陶瓷刀具涂层,既能提高刀具耐磨损性能,也能使刀具的切削性能得到提高。化学气相沉积也用于耐腐蚀和耐摩擦设备(如喷砂设备的喷嘴、泥浆传输设备、煤的汽化设备和矿井设备等)。

在高温涂层方面,难熔金属硅化物、过渡金属铝化物镀层已被广泛应用,如燃烧室部件、高温燃气轮机热交换部件和陶瓷汽车发动机等。(www.xing528.com)

在耐磨耐蚀涂层方面,在硬质合金和工、模具钢的基体表面上形成碳化物、氮化物、氧化物等,可使硬质合金刀片的寿命提高1~5倍以上,冷作模具寿命提高3至数十倍。但是,用化学气相沉积法生产工、模具涂层的主要问题是沉积温度高,这对许多基材,尤其对模具钢是十分不利的。

目前,气相沉积法在一些特殊领域的应用正在大量开发。例如,在SUS316L不锈钢上物理气相沉积TiN-Al2O3复合涂层,正作为医用材料用于制作人工关节。一方面该涂层具有良好的耐磨、耐蚀性,另一方面对人体肌肉有良好的适应性。

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