עקרון ויישום של ציפוי יון

עקרון ויישום של ציפוי יון

ישנם סוגים רבים של שיטות ציפוי המשמשים בתעשיית התעופה המודרנית, כגון electroplating, ריסוס, ציפוי כימי, דיפוזיה, מתגלגל ציפוי. רבים של תהליכים אלה כבר שולט ויש להם תפקיד משמעותי בייצור. עם זאת, טכנולוגיית ציפוי הקיים לא יכול לשמור על קשר עם ההתפתחות המהירה של מוצרים, כך שאנשים לחקור טכנולוגיית ציפוי חדש. "יון ציפוי" הוא ציפוי חדש ואקום הטכנולוגיה שפותחה בשנים האחרונות.

1. הקדמה

יון ציפוי, יון ציפוי) יון ציפוי בתנאים ואקום, באמצעות פריקה גז לעשות יינון גז או להתאדות חלק החומר, ואת יון גז או חומר מאדה תחת הפצצה של יונים, חומר אידוי או את הדרך של התצהיר המגיב על המצע . אלה כוללים magnetron sputtering יון ציפוי, תגובתי יון תגובתי, חלול קטודה הפרדה יון ציפוי (חלד חלודה שיטת אידוי), רב יון ציפוי יון (קתודה קשת יון ציפוי), וכו '

2. החשיבות של

בתעשיית התעופה והחלל, מרכיבי מטוסים, טילים, לוויינים ומטוסים שונים פועלים לעיתים קרובות בתנאים מורכבים ומזיקים. כלי טיס, למשל, כנפיים, עור גוף המטען ונחיתה וחלקים חיצוניים אחרים, מושפעים ישירות על ידי האווירה, לחות, אבק ודלק בעירה מוצרים הכלולים בפעילות הכימית של קורוזיה גז. החלקים החיצוניים של מטוס ימי, ובמיוחד את המסוף ואת המצוף, נשחקים לעתים קרובות על ידי מי ים, מי אגם או מי נהר. בתאי שרפה, חלקי טורבינה וחלקי בוכנה של בוכנה של מנועי Aero מתרבים לעיתים קרובות על ידי זרימת גז בטמפרטורה גבוהה המכילה חומצות וחומרים פעילים אחרים. יש גם רכיבי מכשיר כגון aerobearings, מיקרו הילוכים התקנים, ציוד דיוק, potentiometers, וכו ', אשר לעתים קרובות נתון דרגות שונות של חיכוך ללבוש. כדי להפוך את החלקים הנ"ל יכול להסתגל לטמפרטורה, קורוזיה, ללבוש דרישות קשות אחרות, פשוט מן החלקים של המבנה או חומר לחשוב, לעתים קרובות זה לא מספיק. איך לעשות? אחת השיטות הנפוצות ביותר היא להשתמש בשיטת ציפוי פני השטח כדי להגן על החלקים של המטריצה כדי לענות על הדרישות לעיל. זה בדיוק כמו אנשים על פי תנאים סביבתיים שונים לשים על בגדים שונים, על פי הצורך חלקים של חום, קורוזיה או ציפוי ללבוש עמיד.

3. פיתוח

ישנם סוגים רבים של שיטות ציפוי המשמשים בתעשיית התעופה המודרנית, כגון electroplating, ריסוס, ציפוי כימי, דיפוזיה, מתגלגל, ציפוי וכן הלאה. רבים של תהליכים אלה כבר שולט ויש להם תפקיד משמעותי בייצור. עם זאת, טכנולוגיית ציפוי הקיים לא יכול לשמור על קשר עם ההתפתחות המהירה של מוצרים, כך שאנשים לחקור טכנולוגיית ציפוי חדש. "יון ציפוי" הוא ציפוי חדש ואקום הטכנולוגיה שפותחה בשנים האחרונות.

4. עקרון ותהליך

יון ציפוי הוא פיתוח חדש של טכנולוגיית ציפוי ואקום. ציפוי ואקום רגילים (הידוע גם בשם אידוי ואקום), לחומר הידק את כיסוי ואקום, כאשר מקור אידוי טמפרטורה גבוהה חימום חשמלי, לקדם להיות חומר מצופה - חומר אידוי התכה אידוי. בשל עליית הטמפרטורה, חלקיקי המאייד מקבלים קצת אנרגיה קינטית, ואז עולים לאט לאורך קו הראייה, ולבסוף דבקים במשטח של היצירה שנצברה לסרט. שכבת ציפוי זה יוצר עם סוג זה של כלי שיט, לא יש איגוד כימי המשרד עם פני השטח של החלק, יש ללא חיבור דיפוזיה, ביצועים חסיד הוא עני מאוד, את האבק נופל כמו שולחן העבודה לפעמים הוא אותו, לגעת עם היד יכול למחוק. עם זאת, תהליך יון ציפוי שונה, אם כי גם את כיסוי ואקום, אבל אז תהליך הציפוי הוא בצורה של העברת תשלום כדי להשיג. במילים אחרות, חלקיקים של המאייד, כמו יוני אנרגיה גבוהה עם מטען חיובי, נמשכים על ידי cathode בלחץ גבוה (כלומר לחומר) והזרמו לתוך משטח העבודה במהירות גבוהה. מקביל כדור במהירות גבוהה ירו מן החבית, הוא יכול לחדור עמוק לתוך המטרה, ויצרו ציפוי דיפוזיה מוצק על העוּבָד.

התהליך של ציפוי יון הוא כדלקמן: מקור אידוי מחובר האנודה, ואת לחומר מחובר הקתודה. פריקה זוהר נוצר בין מקור אידוי לחומר לאחר מיושם זרם ישר גבוה של שלושה עד 5,000 וולט מוחל. כמו גז argon אינרטי מלא כיסוי ואקום, חלק ארגון גז הוא מיונן תחת פעולה של השדה החשמלי פריקה, ובכך להרכיב שטח כהה פלזמה סביב לחומר קטודה. יונים ארגון חיובי, נמשך על ידי לחץ גבוה שלילי של הקתודה, הפציצו באלימות את פני השטח של העבודות, גרימת חלקיקים ולכלוך על פני העוּבָּה כדי להתיז החוצה, כך פני השטח של עובד כדי להיות מצופה היה ביסודיות ניקה על ידי הפצצה יון. חלקיקי המאייד נמסים ומתאדים, נכנסים לאזור פריקת הזוהר והם מיוננים. חיובי evaporator טעון חיוביים, נמשך על ידי הקתודה, מיהר לחומר יחד עם יונים ארגון. כאשר כמות ידים המאייד על משטח לחומר עלה על כמות יונים להתיז, הם צברו בהדרגה כדי ליצור שכבה של ציפוי כי דבק בחוזקה על משטח העבודה. זהו תהליך פשוט של יון ציפוי.

5. מאפיינים

הציפוי יש הידבקות טובה

בציפוי ואקום רגיל, חלקיקי המאייד הם רק על אנרגיית וולט אלקטרון אחד על פני השטח של לחומר, על משטח העבודה בין הציפוי, היווצרות של עומק דיפוזיה ממשק הוא בדרך כלל רק כמה מאות אנגסטרום (10000 אנגסטרום = 1 מיקרון = 0.0001 ס"מ). זה פחות מאחוז אחד משיער אדם. אפשר לומר שאין כמעט קשר בין שתי שכבות המעבר, כאילו נפרדות לחלוטין. בציפוי יון, חלקיקי המאייד מייננים ויש להם אנרגיה קינטית של 3,000 עד 5,000 אלקטרונים. אם חלקיקי ציפוי ואקום רגיל שווה רץ נשימה, כך יון ציפוי הם כמו הנוסעים על הרקטה במהירות גבוהה, כאשר לחצוצרה במהירות גבוהה שלה, להפקיד לא רק מהר, אלא גם יכול לחדור את משטח העבודה, להרכיב עמוק לתוך שכבת דיפוזיה מטריקס, עומק דיפוזיה ממשק של יון ציפוי יהיה ארבעה עד חמישה מיקרון, כלומר, מאשר ואקום רגיל ציפוי דיפוזיה עומק עמוק עשרות פעמים, אפילו מאה פעמים, דבקים זה לזה כל כך מהר. הבדיקה מתיחה של המדגם לאחר יון ציפוי מראה כי הציפוי עדיין משתרע פלאסטי יחד עם מתכת בסיס ולא קילוף או קילוף מתרחשת עד המדגם עומד להישבר. זה מראה כמה חזק את הקובץ המצורף! במקרה של ציפוי יונים עם יכולת ציפוי גבוהה, חלקיקי המאייד נעים בשדה החשמלי בצורה של יונים טעונות לאורך קו החשמל, כך שכל החלקים עם השדה החשמלי יכולים לקבל ציפוי טוב, שהוא הרבה יותר טוב מאשר ציפוי ואקום רגיל ניתן לקבל רק בכיוון ישיר. לכן, שיטה זו מתאימה מאוד חלקים מצופה על החור הפנימי, חריץ ו חריץ צר. שיטות אחרות קשה חלקים ציפוי. עם ציפוי ואקום רגיל יכול להיות רק מצופה ישירות על פני השטח, חלקיקי חומר אידוי, כגון טיפוס בסולם, יכול רק לעקוב אחר הסולם; יון ציפוי, לעומת זאת, ניתן לפצע באופן שווה סביב החלק האחורי של החלק הפנימי לתוך החור הפנימי, יונים טעונים ניתן להעביר לכל מקום ברדיוס של הרדיוס שלה על ידי ביצוע מסלול שנקבע, כמו במסוק. ציפוי עם איכות טובה יש מבנה קומפקטי, לא חור, לא בועה ועובי אחיד. אפילו את הקצוות ואת חריצים ניתן מצופה באופן שווה מבלי ליצור גושים מתכת. חלקים כגון פתילים ניתן גם מצופה, כי תהליך זה יכול גם לתקן את משטח העבודה סדקים מיקרו ליקוי פגמים, כך שהוא יכול לשפר באופן יעיל את איכות פני השטח ואת תכונות פיסיקליות מכניות של החלקים מצופה. בדיקות עייפות מראות כי, אם מטופלים כראוי, את חיי עייפות של לחומר הוא 20 עד 30 אחוז גבוה יותר מאשר לפני ציפוי.

ניקוי תהליך ניקוי

תהליך ציפוי קיים, רוב הדרישות של לפני לחומר לניקוי קפדני, הן מורכבות צרות. עם זאת, תהליך יון ציפוי עצמו יש אפקט הפצצה יון ניקוי, ואת האפקט הזה נמשך לאורך תהליך הציפוי. אפקט ניקוי מעולה, יכול להפוך את הציפוי ישירות קרוב אל המצע, ביעילות לשפר את הידבקות, לפשט הרבה ניקוי לפני ציפוי.

מגוון רחב של חומרי ציפוי

יון ציפוי הוא השימוש של יוני אנרגיה גבוהה המפציצים את פני השטח של לחומר, כך כמות גדולה של אנרגיה חשמלית על פני השטח של לחומר לאנרגיה החום, ובכך לקדם את דיפוזיה רקמות השטח ואת התגובה הכימית. עם זאת, כל העבודה, במיוחד הליבה של לחומר, לא היה מושפע הטמפרטורה הגבוהה. לכן, זה סוג של תהליך ציפוי יש מגוון רחב של יישומים, אבל המגבלות הן קטנות. באופן כללי, כל מיני מתכות, סגסוגות וכמה חומרים סינתטיים, חומרי בידוד, חומרים תרמיים וחומרים נקודת התכה גבוהה יכול להיות מצופה. יכול להיות מצופה על מתכת או מתכת nonmetal, גם יכול להיות מצופה על nonmetal או nonmetal, או אפילו פלסטיק, גומי, קוורץ, קרמיקה וכן הלאה.

6. חלל יישומים

שמן ללא סיכה

במטוסים המודרניים, מנועי מטוסים או כלי טיס, במיוחד בחלל, כגון חלליות, לוויינים, ישנם מספר חלקים מסתובבים נדרשים יש סיכה טוב, אבל לעתים קרובות עקב חותם יותר מדי זמן, טמפרטורת הסביבה גבוהה מדי או תנודת חלל, חומר סיכה השומן הרגיל הוא כבר לא ישים, כדי לשים קדימה חומר סיכה מוצק במקום. תוצאות הניסוי מראים כי עדיף לעשות סרט סיכה מוצק על ידי ציפוי יון מאשר שיטות אחרות. לא רק הידבקות חזקה, ציפוי דק ואחיד, אינה משפיעה על החלקים של דיוק ממדי וסובלנות. הכלכלה היא גם טובה, חומר סיכה קטן יכול להיות מצופה שטח גדול. איכות הסרט סיכה הוא גם טוב יותר, מקדם החיכוך הוא קטן, חיי השירות הוא ארוך. לדוגמה, יש לוויין על מסבים דיוק, לא מצופה לפני החיים עובד של רק כמה דקות, פשוט לא ניתן להשתמש; עם זאת, יון מצופה הסרט סיכה מוצק יכול לעבוד באופן אמין במשך אלפי שעות בטיסה. ציפוי יון לא יכול להיות רק מצופה סוגים רבים של חומרי סיכה מוצק בטמפרטורת החדר, אבל גם יכול להיות מצופה במגוון של חומרי סיכה מוצקים טמפרטורה גבוהה, חלקם אפילו יכול להיות יותר משמונה מאות מעלות צלזיוס תחת טמפרטורה גבוהה לשחק תפקיד טוב ב סיכה. חומרי סיכה מוצק זה יכול להיות מצופה כסף, זהב, נחושת, עופרת, עופרת עופרת סגסוגת, פלואוריד וכן הלאה.

זהב אמיתי אינו חושש מאש

חלקים מטוסים, במיוחד חלקים מנוע רבים, לעתים קרובות צריך לעבוד בטמפרטורות גבוהות. לדוגמה, טמפרטורת העבודה של להבי הטורבינה להבי המדריך הוא בדרך כלל סביב 1,000 מעלות צלזיוס, וחלקם אפילו להגיע 1,400 מעלות צלזיוס. במסע המיתולוגי המיתולוגי למערב, כאשר השמש ווקונג הוכנס לתנור על ידי האדון העליון, הוא כנראה לא יכול להגיע לטמפרטורה גבוהה כל כך. חלקים מודרניים Aero מנוע עבודה בטמפרטורה גבוהה כל כך, קשה לעמוד בדרישות רק בהתאם לביצועים של החומר חלק מטריקס עצמו. אז, איך חלקים מנוע ללא אבלציה בטמפרטורה גבוהה? כיום בנוסף חלקי המבנה לנקוט אמצעים (כגון שימוש להבי קירור חלולים, להב הקירור שונים, וכו '), רוב הצורך ציפוי עמידות חום להגנה. יון ציפוי יש יתרונות רבים עבור בתצהיר של סרטים עמידים בחום. זה יכול להיות מיושם על מגוון רחב של חומרים נקודת התכה גבוהה, כגון תחמוצת אלומיניום, תחמוצת סיליקון, תחמוצת beryllium, סגסוגת הפניום, וכו 'הרכב ציפוי סגסוגת הוא גם יותר קל לשלוט, מתאים להרכב של חום מורכב יותר סגסוגת עמיד, כגון ברזל כרום אלומיניום איטריום, קובלט כרום אלומיניום איטריום או ניקל כרום אלומיניום סגסוגת איטריום.

כיום, להב טורבינה היא המטרה העיקרית של מנסה להשתמש ציפוי עמיד בחום של יון ציפוי. הוא דיווח כי טמפרטורת עבודה גבוהה החיים של סוג של להב מצופה בשיטה זו עם סגסוגת ניקל כרום אלומיניום סגסוגת הוא גבוה פי שלושה מזה של אלומיניום מצופה. מתאים לשימוש של יון ציפוי ציפוי חום חלקים מנוע ודיסק טורבינה, בוכנה חלקי בוכנה. לאחר טיפול זה עם טכנולוגיה מתקדמת, חלקים מסוימים יכולים לעבוד במשך אלפי שעות בטמפרטורה גבוהה.

מתכת אינה חלודה

חלקי מתכת הם חלודה, אבל אם החלקים הם מצופה עם שכבת ציפוי ציפוי קורוזיה, זה יכול למנוע את החלקים מחלודה. כתוצאה צפיפות גבוהה של ציפוי יון ציפוי, פחות חריר, התנגדות קורוזיה, והוא יכול להפקיד תהליכים רבים אחרים לא יכול להפקיד ציפוי קורוזיה טובה. לכן, ציפוי יון כיום הנפוצה ביותר בשימוש בחומרים עמידים בפני קורוזיה. כגון הקיר מטוס וחלקים חיצוניים אחרים, שיטה זו יכולה לשמש כדי למנוע את קורוזיה של ספריי מלח ומים מים ציפוי קורוזיה; חלקים אחרים של חומר עם חלקי סגסוגת אלומיניום יכול להיות מצופה בשיטה זו כדי למנוע קורוזיה פוטנציאלית. בנוסף, עם שיפור של מהירות הטיסה ואת הגובה ואת ההתקדמות של חקר החלל, היישום של סגסוגת טיטניום הוא יותר ויותר. אבל אם מצופה אלומינה, הוא יכול לחלוטין לענות על הדרישות. עם זאת, electroplating ותהליכים אחרים לא יכול להיות מצופה חומר זה. יון ציפוי, לעומת זאת, עובד פלאים. עד כה, בנוסף אלומינה, חומרים עמידים בפני קורוזיה המתאימים יון ציפוי כוללים כרום, טיטניום, טנטלום, נירוסטה, וכו 'חלקי התעופה מצופה לכלול ברגים, אגוזים, מסמרים, סיכות, המפרקים, רוטורים, gears דיוק, טבעות חותם מתכת, וכו '

בקיצור, יון ציפוי בתעשיית התעופה מגזרים אחרים של פוטנציאל היישום הוא נהדר, בנוסף האמור לעיל, ישנם רבים, כגון ציפוי הסרט מוליך, סרט התקשות, סרט דקורטיבי המשמש ריתוך דיוק, איטום דיוק, משטח תיקון. יון תהליך ציפוי היא טכנולוגיה חדשה אשר פותחה במשך יותר מעשר שנים. יש לו כמה יתרונות ייחודיים עשויים לפתור כמה מפתחות הייצור אשר היה קשה להתגבר בעבר. עם זאת, עקב הופעתה של זמן זה לא ארוך, ישנם מפתחות טכניים רבים כדי להיפתר, כגון בקרת עובי הציפוי, משטח העבודה ציפוי ללא ציפוי, וכו 'שנית, קיבולת הציוד הוא קטן, חלקים גדולים קשה כדי ציפוי, השקעה גדולה. אנו מאמינים כי עם המשך המחקר של טכנולוגיה זו, יון ציפוי ישתפר בהדרגה ופיתח, ויהיה מיושם במלואו וקידם בתעשיית התעופה.

IKS PVD, על טכנולוגיית ציפוי יון, יש לנו כל כך הרבה ניסיון בתעשייה יישום, פנה אלינו עכשיו, iks.pvd@foxmail.com