التقنيات التقليدية لترسيب الطلاءات الصلبة

1. تقنية الترسيب الكيميائي البخاري الحراري

الطلاءات الصلبة هي في الغالب طلاءات سيراميكية معدنية (TiN، إلخ)، والتي تتكون من تفاعل المعدن في الطلاء والتغويز التفاعلي. في البداية، استُخدمت تقنية الترسيب الكيميائي البخاري الحراري لتوفير طاقة تنشيط تفاعل الدمج بالطاقة الحرارية عند درجة حرارة عالية تبلغ 1000 درجة مئوية. هذه الدرجة الحرارة مناسبة فقط لترسيب TiN والطلاءات الصلبة الأخرى على أدوات كربيد الأسمنت. وحتى الآن، لا تزال هذه التقنية مهمة لترسيب الطلاءات المركبة من TiN-Al2O3 على رؤوس أدوات كربيد الأسمنت.

1. طلاء أيون الكاثود المجوف وطلاء أيون القوس السلكي الساخن

في ثمانينيات القرن العشرين، استُخدم طلاء أيونات الكاثود المجوف وطلاء أيونات القوس السلكي الساخن لترسيب أدوات القطع المطلية. كلتا تقنيتي طلاء الأيونات هاتين هما تقنيات طلاء أيونات التفريغ القوسي، بمعدل تأين معدني يصل إلى 20%-40%.

1. طلاء أيون قوس الكاثود

أدى ظهور طلاء أيونات القوس الكاثودي إلى تطوير تقنية ترسيب الطلاءات الصلبة على القوالب. يتراوح معدل تأين طلاء أيونات القوس الكاثودي بين 60% و90%، مما يسمح لعدد كبير من أيونات المعادن وأيونات غازات التفاعل بالوصول إلى سطح قطعة العمل مع الحفاظ على نشاطها العالي، مما يؤدي إلى ترسيب التفاعل وتكوين الطلاءات الصلبة مثل TiN. تُستخدم تقنية طلاء أيونات القوس الكاثودي حاليًا بشكل رئيسي لترسيب الطلاءات الصلبة على القوالب.

مصدر قوس الكاثود هو مصدر تبخر في الحالة الصلبة بدون حوض منصهر ثابت، ويمكن تعديل موضع مصدر القوس بشكل عشوائي، مما يحسن معدل استخدام مساحة غرفة الطلاء ويزيد من سعة تحميل الفرن. تشمل أشكال مصادر قوس الكاثود مصادر قوس كاثود دائرية صغيرة، ومصادر قوس عمودية، ومصادر قوس كبير مستطيلة مسطحة. يمكن ترتيب مكونات مختلفة من مصادر القوس الصغيرة، ومصادر القوس العمودية، ومصادر القوس الكبيرة بشكل منفصل لترسيب أغشية متعددة الطبقات وأغشية نانوية متعددة الطبقات. في الوقت نفسه، وبفضل معدل تأين المعدن العالي لطلاء أيونات القوس الكاثود، يمكن لأيونات المعادن امتصاص المزيد من غازات التفاعل، مما يؤدي إلى نطاق معالجة واسع وتشغيل بسيط للحصول على طلاءات صلبة ممتازة. ومع ذلك، توجد قطرات خشنة في البنية الدقيقة لطبقة الطلاء الناتجة عن طلاء أيونات القوس الكاثود. في السنوات الأخيرة، ظهرت العديد من التقنيات الجديدة لتحسين بنية طبقة الفيلم، مما أدى إلى تحسين جودة فيلم طلاء أيونات القوس.