Che cosa è la deposizione fisica da vapore?

Deposizione fisica da vapore (PVD) descrive una varietà di metodi di deposizione sotto vuoto che può essere usato per produrre rivestimenti e film sottili. PVD è caratterizzata da un processo in cui il materiale passa da una fase condensata ad una fase di vapore e poi di nuovo a una fase condensata di film sottile. I più comuni processi PVD sputtering ed evaporazione. PVD è utilizzato nella fabbricazione di oggetti che richiedono di film sottili per funzioni di meccaniche, ottiche, chimiche o elettroniche. Esempi includono dispositivi a semiconduttore quali pannelli solari a film sottile, PET alluminato per imballaggio alimentare e palloncini e rivestito di utensili da taglio per lavorazione dei metalli. Oltre agli strumenti di PVD per la fabbricazione, sono stati sviluppati strumenti speciali minori (principalmente per scopi scientifici).

Rivestimenti industriali comuni applicati da PVD sono nitruro di titanio nitruro di zirconio, nitruro di cromo, nitruro di titanio alluminio.

Il materiale di origine è inevitabilmente anche depositato sulla maggior parte dei altri interni di superfici per la camera a vuoto, compreso il fissaggio utilizzato per tenere le parti.

Esempi

● Deposizione di arco catodico: In cui un arco elettrico ad alta potenza scaricata con gli scoppi di destinazione (origine) materiale via alcuni in altamente ionizzati del vapore da depositare sul pezzo in lavorazione.

● Deposizione fisica da vapore fascio di elettroni: In cui il materiale da depositare è riscaldato ad un'alta pressione di vapore tramite il bombardamento dell'elettrone nel vuoto "alta" e viene trasportato da diffusione da depositare in condensa sul pezzo da lavorare (radiatore).

● Deposizione di evaporazione: A che il materiale da depositare è riscaldato ad un'alta pressione di vapore di resistenza elettrica di riscaldamento in "alto" vuoto.

● Pulsed laser deposition: In cui un laser ad alta potenza distacca materiale dal bersaglio in un vapore.

●Sputter deposizione: In che un plasma bagliore di scarico (solitamente localizzato intorno al "destinazione"da un magnete) bombarda il materiale sputtering alcuni via come un vapore per la successiva deposizione.

● Pulsata deposizione dell'elettrone: In che un alta energia pulsata a fascio di elettroni distacca materiale dalla destinazione generando un flusso di plasma in condizioni di non equilibrio.

● Metodo sandwich sublimazione: utilizzato per la creazione di cristalli artificiali.

Varie tecniche di caratterizzazione di film sottile possono essere utilizzati per misurare le proprietà fisiche dei rivestimenti PVD, come:

● Tester di calo: prova di spessore di rivestimento

● Nanoindentazione: test di durezza per rivestimenti a film sottile

● Perno sul tester del disco: prova di coefficiente di attrito e di usura

● Tester di gratta e Vinci: test di adesione del rivestimento

● Micro-analizzatore a raggi x: indagine delle caratteristiche strutturali e l'eterogeneità della composizione elementare per le superfici di crescita

Confronto ad altre tecniche di deposizione

Vantaggi

● I rivestimenti PVD sono a volte più duro e più resistente alla corrosione rispetto ai rivestimenti applicati dal processo di elettrodeposizione. Maggior parte dei rivestimenti sono ad alta temperatura e buona resistenza all'urto, resistenza di abrasione eccellente e sono così resistente che finiture protettive non sono quasi mai necessarie.

● Capacità di utilizzare praticamente qualsiasi tipo di materiali di rivestimento inorganico ed organico alcuni su un gruppo di substrati e superfici utilizzando una vasta gamma di finiture altrettanto diversificato.

● Più ecologico rispetto ai processi di rivestimento tradizionali quali galvanica e verniciatura. [la citazione ha avuto bisogno di]

● Più di una tecnica può essere utilizzata per depositare un determinato film.

Svantaggi

● Tecnologie specifiche possono imporre vincoli; ad esempio, trasferimento di line-of-sight è tipico della maggior parte delle tecniche di rivestimento PVD, tuttavia ci sono metodi che consentono la piena copertura di geometrie complesse.

● Alcune tecnologie PVD generalmente funzionano a temperature molto elevate e aspiratori, che richiedono particolare attenzione dal personale operativo.

● Richiede un sistema di acqua di raffreddamento per dissipare il calore grandi carichi.