Реактивные процессы при формировании конденсационных покрытий

Покрытия из некоторых карбидов, нитридов, оксидов и других соединений трудно наносить обычными вакуумными конденсационными методами, так как происходит частичное или полное их разложение в результате диссоциации. Такие соединения для покрытий целесообразно получать с помощью реакций между атомами парового металла или неметалла и атомами специально введенных в камеру химически активных газов. Молекулы соединений образуются при столкновении атомов реагирующих элементов, например, при столкновении атомов азота и титана образуются молекулы нитрида титана; кислорода и титана - оксида титана и другие.

Основные параметры вакуумного конденсационного нанесения покрытий и их влияние на эффективность процесса

Для вакуумного конденсационного нанесения характерно большое количество параметров, оказывающих влияние на качество покрытий, производительность, коэффициент использования энергии и другие показатели эффективности процесса. При оценке качества покрытий наибольшее внимание уделяется адгезионной прочности и величине остаточных напряжений. Производительность процесса, в основном, определяется скоростью распыления (испарения) и значениями коэффициента использования материала (КИМ).

Конструктивные параметры установок

Наибольшее влияние на эффективность процесса оказывают размеры и конструкция рабочей камеры, средства откачки, конструктивные особенности распылителя (испарителя) и др.

Размеры рабочей камеры зависят от геометрии обрабатываемых изделий, одновременности их загрузки, конструктивных особенностей распылителей, технологической оснастки и др. С размерами рабочей камеры в первую очередь связано колебание давления остаточных или рабочих газов в процессе нанесения покрытий. Увеличение объёма камеры оказывает положительное влияние, однако увеличение её внутренней поверхности связано с повышенным газоотделением.

Качество осажденных покрытий в значительной мере зависит от способа создания вакуума в рабочей камере. Наиболее высокие результаты реализуются при использовании безмасляной системы откачки с применением насосов сорбционного типа.

Эффективность процесса связана также с конструктивными особенностями распылителя (испарителя), в частности, он должен обеспечивать минимальные потери энергии, подводимой к распыляемому (испаряемому) материалу.