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pvd和cvd的特点 pvd和cvd各是什么意思?

来源:朵拉利品网  |  2019-08-23 04:20:47

1, pvd和cvd各是什么意思?



PVD(Physical Vapor Deposition),指利用物理过程实现物质转移,将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。它的作用是可以是某些有特殊性能(强度高、耐磨性、散热性、耐腐性等)的微粒喷涂在性能较低的母体上,使得母体具有更好的性能! PVD基本方法:真空蒸发、溅射 、离子镀(空心阴极离子镀、热阴极离子镀、电弧离子镀、活性反应离子镀、射频离子镀、直流放电离子镀)
PVD是英文Physical Vapor Deposition(物理气相沉积)的缩写,是指在真空条件下,采用低电压、大电流的电弧放电技术,利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离,利用电场的加速作用,使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积),指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室,在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。经过CVD处理后,表面处理膜密着性约提高30%,防止高强力钢的弯曲,拉伸等成形时产生的刮痕。
CVD是Chemical Vapor Deposition的简称,是指高温下的气相反应,例如,金属卤化物、有机金属、碳氢化合物等的热分解,氢还原或使它的混合气体在高温下发生化学反应以析出金属、氧化物、碳化物等无机材料的方法。这种技术最初是作为涂层的手段而开发的,但目前,不只应用于耐热物质的涂层,而且应用于高纯度金属的精制、粉末合成、半导体薄膜等,是一个颇具特征的技术领域。

2, pvd与cvd的相似点与不同点



VD简介
PVD是英文Physical Vapor Deposition(物理气相沉积)的缩写,是指在真空条件下,采用低电压、大电流的电弧放电技术,利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离,利用电场的加速作用,使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
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PVD技术的发展
PVD技术出现于二十世纪七十年代末,制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。最初在高速钢刀具领域的成功应用引起了世界各国制造业的高度重视,人们在开发高性能、高可靠性涂层设备的同时,也在硬质合金、陶瓷类刀具中进行了更加深入的涂层应用研究。与 CVD工艺相比,PVD工艺处理温度低,在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度无影响;薄膜内部应力状态为压应力,更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层; PVD工艺对环境无不利影响,符合现代绿色制造的发展方向。目前PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。
PVD技术不仅提高了薄膜与刀具基体材料的结合强度,涂层成分也由第一代的TiN发展为TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta-C等多元复合涂层。
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涂层的PVD技术
增强型磁控阴极弧:阴极弧技术是在真空条件下,通过低电压和高电流将靶材离化成离子状态,从而完成薄膜材料的沉积。增强型磁控阴极弧利用电磁场的共同作用,将靶材表面的电弧加以有效地控制,使材料的离化率更高,薄膜性能更加优异。
过滤阴极弧:过滤阴极电弧(FCA )配有高效的电磁过滤系统,可将离子源产生的等离子体中的宏观粒子、离子团过滤干净,经过磁过滤后沉积粒子的离化率为100%,并且可以过滤掉大颗粒, 因此制备的薄膜非常致密和平整光滑,具有抗腐蚀性能好,与机体的结合力很强。
磁控溅射:在真空环境下,通过电压和磁场的共同作用,以被离化的惰性气体离子对靶材进行轰击,致使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出并沉积在基件上形成薄膜。根据使用的电离电源的不同,导体和非导体材料均可作为靶材被溅射。
离子束DLC:碳氢气体在离子源中被离化成等离子体,在电磁场的共同作用下,离子源释放出碳离子。离子束能量通过调整加在等离子体上的电压来控制。碳氢离子束被引到基片上,沉积速度与离子电流密度成正比。星弧涂层的离子束源采用高电压,因而离子能量更大,使得薄膜与基片结合力很好;离子电流更大,使得DLC膜的沉积速度更快。离子束技术的主要优点在于可沉积超薄及多层结构,工艺控制精度可达几个埃,并可将工艺过程中的颗料污染所带来的缺陷降至最小。
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补充
物理气向沉积技术 * PVD 介绍 物理气相沉积具有金属汽化的特点,
与不同的气体发应形成一种薄膜涂层。今天所使用的大多数 PVD 方法是电弧和溅射沉积涂层。这两种过程需要在高度真空条件下进行。
Ionbond 阴极电弧 PVD 涂层技术在 20 世纪 70 年代后期由前苏联发明,如今,绝大多数的刀模具涂层使用电弧沉积技术。
工艺温度
典型的 PVD 涂层加工温度在 250 ℃— 450 ℃之间,但在有些情况下依据应用领域和涂层的质量, PVD 涂层温度可低于 70 ℃或高于 600 ℃进行涂层。
涂层适用的典型零件
PVD 适合对绝大多数刀具模具和部件进行沉积涂层,应用领域包括刀具和成型模具,耐磨部件,医疗装置和装饰产品。
材料包括钢质,硬质合金和经电镀的塑料。
典型涂层类型
涂层类型有 TiN, ALTIN,TiALN,CrN,CrCN,TiCN 和 ZrN, 复合涂层包括 TiALYN 或 W — C : H/DLC
涂层厚度一般 2~5um ,但在有些情况下,涂层薄至 0.5um , 厚至 15um装载容量。
涂层种类和厚度决定工艺时间,一般工艺时间为 3~6 小时。
加工过程优点
适合多种材质,涂层多样化
减少工艺时间,提高生产率
较低的涂层温度,零件尺寸变形小
对工艺环境无污染

3, 两种pvd技术分别是什么?各自的特点是什么



物理气相沉积
在真空室中进行((真空度)10-2 ~ 10-4托)
相对较低的工艺温度(200~800华氏度或100~450摄氏度)
工艺过程:将涂层区域直接暴露在离子源区
涂层展现的是衬底表面的物理结合
平均厚度2~5微米,或0.00008~0.0002英寸,适用于比较宽范围的衬底
接近允许的理想公差范围(±0.0001英寸,0.0025mm是适当的)
由于工艺温度低,涂层沉积后不要求热处理
很好的且光滑的边缘:没有过多的涂层堆积
涂层将会保持原有表面的镜面抛光(状态)
化学气相沉积
可以在控制气氛或真空中进行
高的工艺温度(华氏1925度或摄氏1050度)
沉积过程反应气体始终都在接触工具表面
涂层具有化学冶金结合的衬底
平均厚度:6~10微米,或0.00024-0.0004英寸比PVD有更多的衬底限制范围
要求相对接近的公差(例如每1英寸直径±0.0005, 每25.4mm为0.0012mm)
由于工艺温度高,涂层沉积后需要热处理
由于有较重的涂层堆积需要磨边。
很难保持镜面光亮(超出的涂层可以通过抛光完成)
热反应沉积扩散(thermal reactive deposition/diffusion)
主要在盐浴炉进行
高的工艺温度(1650~1900华氏度或900~1050摄氏度)
反应在浸泡于盐浴的工具表面进行
涂层过程显示与衬底结合具有扩散类型的特点。
平均厚度:5~15微米,或0.0002-0.0006英寸,对衬底的要求高于PVD但是低于CVD
要求相对接近的公差(例如每1英寸直径±0.0005, 每25.4mm为0.0012mm)有可能比CVD(的要求)更宽
由于工艺温度高,涂层沉积后需要热处理
由于有较重的涂层堆积需要磨边。
很难保持镜面光亮,然而,涂层沉积后抛光能够接近镜面光亮。
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相关概念


离子镀

现代航空工业中使用的镀膜办法种类很多,比如电镀、喷镀、化学镀、扩散度以及轧压、包镀等。其中不少镀膜工艺已为人们掌握,并在生产中发挥了显著作用。但是,已有的镀膜工艺跟不上产品日新月异的发展,从而促使人们探索新的镀膜技术。“离子镀”就是近十几年来发展起来的一种最新的真空镀膜技术。

Vapor

英["veɪpə]美["veɪpə]n.蒸汽;水蒸汽v.蒸发;汽化

Deposition

英[ˌdepə"zɪʃn]美[ˌdepə"zɪʃn]n.沉积;免职;[律]宣誓作证;证言

 
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