வெற்றிடப் பூச்சு பொருளின் கடினத்தன்மையை பாதிக்கிறதா?

வாகன உதிரிபாகங்கள், வெட்டும் கருவிகள், அச்சுகள், மின்னணுவியல், அலங்கார வன்பொருட்கள் மற்றும் பிற தொழில்களில் மேற்பரப்பு செயல்திறன் மற்றும் செயல்பாட்டுப் பண்புகளை மேம்படுத்துவதற்காக வெற்றிடப் பூச்சு பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பூச்சு செயல்முறையின் போது, ​​வெற்றிடச் சூழலில் மூலப்பொருளின் மேற்பரப்பில் ஒரு மெல்லிய படலம் படியவைக்கப்படுகிறது. இதன் மூலம், அதிக கடினத்தன்மை, தேய்மான எதிர்ப்பு, அரிமான எதிர்ப்பு, குறைந்த உராய்வு அல்லது அலங்காரத் தோற்றம் போன்ற குறிப்பிட்ட பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு செயல்பாட்டுப் பூச்சு உருவாகிறது.

வெற்றிடப் பூச்சு செயல்முறையே அடி மூலப்பொருளின் கடினத்தன்மையைப் பாதிக்குமா என்பது ஒரு பொதுவான கேள்வியாகும். அதற்கான பதில், 'கட்டாயம்' என்பது அல்ல. பெரும்பாலான பயன்பாடுகளில், வெற்றிடப் பூச்சின் முதன்மை நோக்கம், அடி மூலப்பொருளின் மொத்த இயந்திரவியல் பண்புகளை மாற்றுவதை விட, வேலைப் பொருளின் மேற்பரப்புப் பண்புகளை மாற்றுவதே ஆகும். இருப்பினும், அதன் உண்மையான விளைவு பூச்சுத் தொழில்நுட்பம், செயல்முறை வெப்பநிலை, அடி மூலப்பொருள், பூச்சின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்முறை அளவுருக்கள் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து அமைகிறது.

1. வெற்றிடப் பூச்சு முக்கியமாக மேற்பரப்புப் பண்புகளை மாற்றுகிறது

PVD (இயற்பியல் ஆவிப் படிவு), PECVD (பிளாஸ்மா மேம்படுத்தப்பட்ட வேதியியல் ஆவிப் படிவு) மற்றும் பிற வெற்றிடப் படிவு செயல்முறைகள் போன்ற வெற்றிடப் பூச்சுத் தொழில்நுட்பங்கள், அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் ஒரு மெல்லிய செயல்பாட்டுப் படலத்தை உருவாக்குகின்றன.

ஒரு பொருளின் தடிமன் முழுவதும் அதன் உலோகவியல் கட்டமைப்பையும் இயந்திரவியல் பண்புகளையும் கணிசமாக மாற்றக்கூடிய மொத்த வெப்பச் சிகிச்சையைப் போலல்லாமல், வெற்றிடப் பூச்சு பொதுவாக மேற்பரப்பு அடுக்கை மட்டுமே பாதிக்கிறது. பூச்சின் தடிமன், அதன் பயன்பாடு மற்றும் படியவைக்கும் செயல்முறையைப் பொறுத்து, வழக்கமாக மைக்ரோமீட்டர் அல்லது சப்-மைக்ரோமீட்டர் வரம்பில் இருக்கும்.

உதாரணமாக, TiN, TiCN, CrN, TiAlN, மற்றும் AlTiN போன்ற கடினமான PVD பூச்சுகள், அடிப்படையிலுள்ள தளத்தை விட கணிசமாக அதிக மேற்பரப்புக் கடினத்தன்மையையும் தேய்மான எதிர்ப்பையும் வழங்க முடியும். இருப்பினும், இதன் பொருள் முழுத் தளத்தின் கடினத்தன்மையும் அதே அளவிற்கு மாற்றப்பட்டுள்ளது என்பதல்ல.

எனவே, கடினத்தன்மையின் மீது வெற்றிடப் பூச்சின் விளைவை மதிப்பிடும்போது, ​​அடி மூலக்கூறின் கடினத்தன்மைக்கும் பூச்சின் கடினத்தன்மைக்கும் இடையே வேறுபடுத்தி அறிவது முக்கியம்.

2. பிவிடி பூச்சு மேற்பரப்பின் கடினத்தன்மையை அதிகரிக்குமா?

பல பயன்பாடுகளில், மேற்பரப்பின் கடினத்தன்மையை அதிகரிப்பதற்காகவே PVD பூச்சு பிரத்யேகமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கேத்தோடிக் ஆர்க் ஆவியாக்கம் மற்றும் மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் போன்ற செயல்முறைகள் மூலம் படியவைக்கப்படும் கடினமான பூச்சுகள், அதிக கடினத்தன்மை மற்றும் சிறந்த தேய்மான எதிர்ப்புத்திறனுடன் கூடிய அடர்த்தியான, வலுவாக ஒட்டிக்கொள்ளும் பூச்சு அமைப்புகளை உருவாக்க முடியும்.

வெட்டும் கருவிகளுக்கு, உதாரணமாக, ஒரு கடினமான PVD பூச்சானது, கருவிக்கும் பணிப்பொருளுக்கும் இடையிலான இடைமுகப்பில் ஏற்படும் தேய்வு, ஒட்டுத் தேய்மானம் மற்றும் உராய்வு ஆகியவற்றைக் குறைக்க முடியும். இந்தப் பூச்சானது ஒரு பாதுகாப்பு மேற்பரப்பு அடுக்காகச் செயல்படும்போது, ​​அடிமூலமானது தேவையான உறுதித்தன்மையையும் இயந்திரவியல் ஆதரவையும் வழங்குகிறது.

எனவே, இறுதிச் செயல்திறன் என்பது பூச்சின் கடினத்தன்மையால் மட்டுமல்லாமல், பின்வரும் காரணிகளின் ஒருங்கிணைப்பாலும் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

பூச்சின் கடினத்தன்மை + பூச்சின் ஒட்டுதல் + பூச்சின் தடிமன் + அடி மூலக்கூறின் கடினத்தன்மை + பூச்சு/அடி மூலக்கூறு இடைமுகம் + பூச்சின் கட்டமைப்பு.

அடிப்பரப்பு மிகவும் மென்மையாக இருந்தாலோ அல்லது பூச்சின் ஒட்டுதல் போதுமானதாக இல்லாவிட்டாலோ, மிகவும் கடினமான ஒரு பூச்சு மட்டும் தானாகவே சிறந்த செயல்திறனுக்கு உத்தரவாதம் அளித்துவிடாது.

3. பூச்சு வெப்பநிலை, அடித்தளத்தின் கடினத்தன்மையைப் பாதிக்குமா?

வெற்றிடப் பூச்சு அடி மூலக்கூறின் கடினத்தன்மையைப் பாதிக்கக்கூடுமா என்பதை மதிப்பிடும்போது, ​​இது மிக முக்கியமான காரணிகளில் ஒன்றாகும்.

வெவ்வேறு PVD மற்றும் PECVD செயல்முறைகள் வெவ்வேறு வெப்பநிலை வரம்புகளில் இயங்குகின்றன. படிவுச் செயல்பாட்டின் போது, ​​பிளாஸ்மா, அயனித் தாக்குதல், ஆவியாதல் மூலங்கள் அல்லது பிற செயல்முறை நிலைமைகளால் உருவாக்கப்படும் வெப்ப ஆற்றலுக்கு அடி மூலக்கூறு உட்படுத்தப்படுகிறது.

வெப்ப வெளிப்பாட்டிற்கு உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களுக்கு, அதிகப்படியான அடி மூலக்கூறு வெப்பநிலை அல்லது நீண்ட நேர வெப்ப வெளிப்பாடு ஆகியவை அவற்றின் அசல் நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் இயந்திரவியல் பண்புகளைப் பாதிக்கக்கூடும்.

உதாரணமாக, சில கடினப்படுத்தப்பட்ட கருவி எஃகுகள், குறிப்பிட்ட தணித்தல் மற்றும் பதப்படுத்துதல் செயல்முறைகள் மூலம் அவற்றின் இயந்திரவியல் பண்புகளைப் பெறுகின்றன. மேற்பூச்சு வெப்பநிலை, பொருத்தமான பதப்படுத்தும் வெப்பநிலையை விட கணிசமாக அதிகமாக இருந்தால், பதப்படுத்துதல் விளைவுகள் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது, இது அடி மூலக்கூறின் கடினத்தன்மையைக் குறைக்கக்கூடும்.

எனவே, கடினப்படுத்தப்பட்ட எஃகுகள் மற்றும் வெப்பத்தால் எளிதில் பாதிப்படையக்கூடிய பிற அடி மூலக்கூறுகளுக்கு, பூச்சு செயல்முறையானது அப்பொருளின் வெப்பச் செயலாக்க நிலை மற்றும் அனுமதிக்கப்பட்ட செயல்முறை வெப்பநிலைக்கு ஏற்ப வடிவமைக்கப்பட வேண்டும்.

4. அயனித் தாக்குதல் மற்றும் மேற்பரப்பு மாற்றம்

பல PVD செயல்முறைகளில், படிவதற்கு முன்னும் படியும் போதும் அடிமூலக்கூறானது அயனித் தாக்குதலுக்கு உள்ளாக்கப்படுகிறது.

அயனி அரித்தல் அல்லது பிளாஸ்மா சுத்திகரிப்பு மூலம் மேற்பரப்பு அசுத்தங்களை அகற்றி, அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பைச் செயல்படுத்துவதன் மூலம் பூச்சின் ஒட்டுதலை மேம்படுத்தலாம். பூச்சுப் படிவின் போது, ​​கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அயனித் தாக்குதலானது படலத்தின் அடர்த்தி அதிகரித்தல், எஞ்சிய அழுத்தம், நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் பூச்சின் ஒட்டுதல் ஆகியவற்றிலும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

இருப்பினும், அதிகப்படியான அயனி ஆற்றல் அல்லது பொருத்தமற்ற செயல்முறை அளவுருக்கள், அடி மூலக்கூறு அதிகப்படியாகச் சூடாவது, மேற்பரப்புச் சேதம் அல்லது அதிகரித்த எஞ்சிய அழுத்தம் போன்ற விரும்பத்தகாத விளைவுகளை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

எனவே, சார்பு மின்னழுத்தம், வில் மின்னோட்டம், வெளியேற்றத் திறன், செயல்படும் அழுத்தம், அடி மூலக்கூறு வெப்பநிலை மற்றும் படிவு வீதம் போன்ற அளவுருக்கள், அடி மூலக்கூறு பொருள் மற்றும் பூச்சு அமைப்புக்கு ஏற்ப முறையாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும்.

5. மேற்பூச்சின் கடினத்தன்மை, அடித்தளத்தின் கடினத்தன்மையிலிருந்து வேறுபட்டது.

ஒரு பொருளின் மேற்பரப்பில் கடினமான பூச்சு ஒன்று படியவைக்கப்பட்டதால் மட்டுமே அது "கடினமாகிவிட்டது" என்பது ஒரு பொதுவான தவறான புரிதலாகும்.

உண்மையில், வெற்றிடப் பூச்சு பொதுவாக ஒரு கடினமான மேற்பரப்பு அடுக்கை உருவாக்குகிறது, அதேசமயம் அடி மூலப்பொருளின் மொத்தக் கடினத்தன்மை பெரும்பாலும் அதன் அசல் மூலப்பொருள் நிலை மற்றும் வெப்பச் செயலாக்கத்தைப் பொறுத்தே அமைகிறது.

உதாரணமாக, ஒரு கார்பைடு வெட்டும் கருவியானது, ஒப்பீட்டளவில் கடினமான ஒரு அடிதளத்தையும், அதைவிடக் கடினமான ஒரு PVD பூச்சையும் கொண்டிருக்கலாம். அந்தப் பூச்சானது மேற்பரப்புத் தேய்மான எதிர்ப்பையும் உராய்வியல் செயல்திறனையும் மேம்படுத்துகிறது, அதே சமயம் கார்பைடு அடிதளமானது கட்டமைப்பு வலிமையையும் உறுதித்தன்மையையும் வழங்குகிறது.

அதேபோல், கடினப்படுத்தப்பட்ட எஃகு பாகங்களுக்கு, பூச்சு வெப்பநிலை பொருத்தமான செயல்முறை வரம்பிற்குள் இருக்கும் பட்சத்தில், PVD பூச்சானது அடிப்படையிலுள்ள எஃகின் கடினத்தன்மையை பெரிதாக மாற்றாமல், கடினமான மற்றும் அதிக தேய்மான-எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட மேற்பரப்பை வழங்க முடியும்.

6. வெற்றிடப் பூச்சு அடிதளத்தின் கடினத்தன்மையைப் பாதிப்பதைத் தடுப்பது எப்படி

அடிப்படைப் பொருளின் அசல் இயந்திரவியல் பண்புகளைப் பராமரிப்பதற்கு, பூச்சு செயல்முறையானது பயன்படுத்தப்படும் பொருள் மற்றும் பயன்பாட்டிற்கு ஏற்ப உகந்ததாக்கப்பட வேண்டும்.

முதலில், பூச்சு பூசுவதற்கு முன், அடி மூலப்பொருளும் வெப்பச் செயலாக்க நிலையும் உறுதிப்படுத்தப்பட வேண்டும். வெவ்வேறு தரங்களிலான கருவி எஃகு, துருப்பிடிக்காத எஃகு, கார்பைடு, அலுமினியக் கலவைகள் மற்றும் பிற பொருட்களுக்கு வெவ்வேறு வெப்ப வரம்புகள் உள்ளன.

இரண்டாவதாக, பூச்சு வெப்பநிலை ஒரு பொருத்தமான வரம்பிற்குள் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும். வெப்பத்தால் எளிதில் பாதிப்படையக்கூடிய பொருட்களுக்கு, குறைந்த வெப்பநிலை PVD அல்லது பிற பொருத்தமான படிவு செயல்முறையைத் தேர்ந்தெடுக்கலாம்.

மூன்றாவதாக, அதிகப்படியான வெப்பம் அல்லது அயனித் தாக்குதல் விளைவுகள் இல்லாமல், தேவையான பூச்சுச் செயல்திறனை அடைவதற்காக, சார்பு மின்னழுத்தம், அயனி ஆற்றல், பிளாஸ்மா அடர்த்தி, படிவு வீதம், செயல்படும் அழுத்தம் மற்றும் செயல்முறை நேரம் போன்ற செயல்முறை அளவுருக்கள் உகந்ததாக்கப்பட வேண்டும்.

இறுதியாக, பயன்பாட்டைப் பொறுத்து, நுண்கடினத்தன்மை சோதனை, பூச்சு ஒட்டுதல் சோதனை, தேய்மானச் சோதனை, மேற்பரப்பு சொரசொரப்பு அளவீடு மற்றும் உலோகவியல் பகுப்பாய்வு உள்ளிட்ட பொருத்தமான சோதனைகள் மூலம் பூசப்பட்ட பாகங்கள் மதிப்பீடு செய்யப்பட வேண்டும்.

7. முடிவுரை

அப்படியானால், வெற்றிடப் பூச்சு பொருளின் கடினத்தன்மையை பாதிக்கிறதா?

பொதுவாக, வெற்றிடப் பூச்சு என்பது முதன்மையாக ஒரு மேற்பரப்புப் பொறியியல் செயல்முறையாகும். இது ஒரு பொருளின் மொத்தக் கடினத்தன்மையைக் கணிசமாக மாற்றுவதற்குப் பதிலாக, அதன் மேற்பரப்புப் பண்புகளை மாற்றியமைக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. கடினமான PVD பூச்சுகள், அடி மூலக்கூறின் இயந்திரவியல் பண்புகளைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில், மேற்பரப்புக் கடினத்தன்மை, தேய்மான எதிர்ப்பு, உராய்வுப் பண்பு, அரிமான எதிர்ப்பு மற்றும் சேவை ஆயுள் ஆகியவற்றை கணிசமாக மேம்படுத்தும் திறன் கொண்டவை.

இருப்பினும், பூச்சு செயல்முறையானது அதிகப்படியான வெப்ப வெளிப்பாடு அல்லது பொருத்தமற்ற அயனித் தாக்குதலை அறிமுகப்படுத்தினால், குறிப்பாக வெப்பப் பதப்படுத்தப்பட்ட எஃகு மற்றும் பிற வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களுக்கு, அடி மூலப்பொருளின் அசல் கடினத்தன்மை பாதிக்கப்பட வாய்ப்புள்ளது.

எனவே, பொருத்தமான வெற்றிடப் படிவுத் தொழில்நுட்பம், பூச்சுப் பொருள், அடித்தள வெப்பநிலை, அயனித் தாக்குதல் நிலைமைகள் மற்றும் செயல்முறை அளவுருக்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது இன்றியமையாதது.

சரியான செயல்முறை வரம்பு மற்றும் உபகரண உள்ளமைவுடன், வெற்றிடப் பூச்சு முறையானது உயர் மேற்பரப்புக் கடினத்தன்மை, வலுவான பூச்சு ஒட்டுதல், சிறந்த தேய்மான எதிர்ப்பு மற்றும் நிலையான அடி மூலக்கூறு பண்புகள் ஆகியவற்றின் விரும்பிய கலவையை அடைய முடியும். இதன் மூலம், சவாலான தொழில்துறைப் பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு திறமையான மேற்பரப்புப் பொறியியல் தீர்வை வழங்குகிறது.

-இந்தக் கட்டுரை வெளியிடப்பட்டது வெற்றிட பூச்சு உபகரண உற்பத்தியாளர்ஜென்ஹுவா வெற்றிடம்