ما هو مبدأ عمل آلة الطلاء الأيوني؟

طلاء أيونيآلة نشأت هذه التقنية من النظرية التي اقترحها دي إم ماتوكس في ستينيات القرن الماضي، وبدأت التجارب ذات الصلة في ذلك الوقت. وفي عام 1971، نشر تشامبرز وآخرون تقنية الطلاء الأيوني باستخدام حزمة الإلكترونات. وفي عام 1972، أشار تقرير بونشاه إلى تقنية الطلاء بالتبخير التفاعلي (ARE)، حيث تم إنتاج أنواع من الأغشية فائقة الصلابة مثل كربيد التيتانيوم (TiC) ونيتريد التيتانيوم (TiN). وفي عام 1972 أيضًا، اعتمد سميث ومولي تقنية الكاثود المجوف في عملية الطلاء. وبحلول ثمانينيات القرن الماضي، وصل الطلاء الأيوني في الصين إلى مستوى التطبيق الصناعي، وظهرت عمليات طلاء جديدة مثل الطلاء الأيوني متعدد الأقواس الفراغي والطلاء الأيوني بتفريغ القوس الكهربائي تباعًا.

تتلخص عملية الطلاء الأيوني الفراغي بأكملها فيما يلي: أولاً،مضخةغرفة التفريغ، ثمانتظرضغط الفراغ إلى 4 × 10⁻³ باسكالأو أفضلمن الضروري توصيل مصدر طاقة عالي الجهد وإنشاء منطقة بلازما منخفضة الحرارة لغاز التفريغ منخفض الجهد بين الركيزة والمبخر. يتم توصيل قطب الركيزة بجهد مستمر سالب عالي 5000 فولت لتشكيل تفريغ متوهج للكاثود. تتولد أيونات الغاز الخامل بالقرب من منطقة التوهج السالبة، وتدخل منطقة الكاثود المظلمة، حيث تتسارع بفعل المجال الكهربائي وتقصف سطح الركيزة. هذه عملية تنظيف، ثم تدخل عملية الطلاء. بفعل التسخين الناتج عن القصف، تتبخر بعض مواد الطلاء. تدخل البروتونات إلى منطقة البلازما، وتصطدم بالإلكترونات وأيونات الغاز الخامل، ويتأين جزء صغير منها. هذه الأيونات المتأينة ذات الطاقة العالية تقصف سطح الفيلم، مما يحسن جودته إلى حد ما.

مبدأ الطلاء الأيوني الفراغي هو: في حجرة مفرغة، باستخدام ظاهرة التفريغ الغازي أو الجزء المتأين من المادة المتبخرة، وتحت تأثير قصف أيونات المادة المتبخرة أو أيونات الغاز، يتم ترسيب هذه المواد المتبخرة أو متفاعلاتها على الركيزة في آن واحد للحصول على طبقة رقيقة. الطلاء الأيونيآلةتجمع هذه التقنية بين التبخير الفراغي وتقنية البلازما وتفريغ الغاز المتوهج، مما لا يُحسّن جودة الفيلم فحسب، بل يُوسّع نطاق استخدامه أيضًا. من مزايا هذه العملية حيود قوي، والتصاق جيد للفيلم، وإمكانية استخدام مواد طلاء متنوعة. وقد اقترح دي إم ماتوكس مبدأ الطلاء الأيوني لأول مرة. وهناك أنواع عديدة من الطلاء الأيوني، وأكثرها شيوعًا هو التسخين بالتبخير، بما في ذلك التسخين المقاوم، والتسخين بشعاع الإلكترون، والتسخين بشعاع الإلكترون البلازمي، والتسخين بالحث عالي التردد، وغيرها من طرق التسخين.