romanx
Mesto: Bratislava
Založený: 17.05.2009
Príspevky: 8 598
Bicykle: Ibis Ripley LS | RB CRR 290 | Santa Cruz Blur XC | Scott Scale
Co by ta zaujimalo? Viem to, co si pamatam z vysky+nejake male prakticke prkotiny.
Fyzikalna depozicia (PVD) je klasicka forma upravy povrchu suciastok (zvysenie tvrdosti a hlavne oteruvzdornosti, vysoka odolnost voci opotrebeniu) naparenim tenkej vrstvicky karbidov (titanu, chronu - karbidy, nitridy). Naparuju/naprasuju sa vo vakuovych komorach v atmosfere inertnych plynov (dusik, argon). Tolko viem, princip depozicie iba zbezne (uz je to davno, co som zo skoly), pouzitie a ine serepeticky tiez, ale nakopirujem ti tu taky vycuc:
Vznik povlakového systému:
Ve fázi přípravy je třeba nejprve provést dokonalé očištění a odmaštění povrchu nástroje. K odmašťování používáme mírně alkalické vodné roztoky tenzidů, ultrazvukové lázně a vodné oplachy. Sušíme proudem teplého vzduchu nebo nahříváme v sušičkách, v závislosti na možnostech výroby. Druhá část přípravy povrchu probíhá již ve vakuové komoře, kde se nejprve odčerpávají povrchově vázané plyny a následně se proudem iontů plynu nebo kovu odstraní několik nanometrů povrchové vrstvy. Zároveň se nástroje ohřívají. Přípravná fáze končí dosažením maximální možné kovové čistoty povrchu nástrojů a jejich zahřátím na požadovanou teplotu. Teplota vhodná pro povlakování se může měnit v závislosti na vlastnostech povlakovaných předmětů a druhu povlaku od 30 do 500 °C.
Tvorba vrstvy samotné je dána možnostmi povlakovacího zařízení a zkušeností obsluhy. Kotvení vrstvy může probíhat částečnou modifikací povrchu implantací částic nebo tvorbou mezivrstvy zvyšující adhezi vrstvy k nástroji. Právě tato adheze je základním parametrem celého procesu PVD povlakování a z tohoto hlediska je vhodnější princip obloukového odpařování. Využívá skutečnosti, že obloukový výboj za nízkého tlaku hoří na katodě pouze v náhodně proměnlivém bodě, vysokou teplotou odpařuje materiál katody, přičemž převážná část je ionizována. Pohyb katodové skvrny lze do jisté míry řídit magnetickým polem. Princip magnetronového odprašování je složitější v tom, že je nejprve potřeba ionizovat pomocný inertní plyn, např. argon, a pomocí urychlení těchto iontů bombardovat katodový terč a tak odprášit požadované částice.
V případě obloukového odpařování jsou odpařené částice, převážně kladné ionty, urychlovány záporným předpětím na planetový stolek s vhodně rozmístěnými nástroji. V této fázi mají ionty kvazikapalný charakter a po povrchu nástrojů se pohybují, spojují a postupně vytvářejí vrstvu po celém povrchu. Pohyb částic po povrchu nástrojů je žádoucí z hlediska rovnoměrnosti vrstvy. Je ovlivňován teplotou povrchu a energií částic. Po zakotvení probíhá růst vrstvy dle požadavků na výsledné vlastnosti - jedno- nebo vícevrstevné povlaky s jednoduchou či gradientní strukturou, různé tloušťky apod.
Závěr povlakovacího procesu spočívá ve zchlazení povlakovaných nástrojů pod teplotu oxidace oceli, tedy pod 200 °C a vyjmutí z komory. Nyní opustíme náš příklad a budeme se věnovat obecným vlastnostem vytvořených vrstev.
Vlastnosti vrstev
PVD povlaky jsou charakterizovány mnoha fyzikálními i chemickými veličinami:
# otěruvzdornost - např. u řezných nástrojů s výhodou využívaná vlastnost, prodlužující i několikanásobně jejich životnost;
# tepelná odolnost - povlaky odolávají teplotám až 800 °C (povlaky na bázi Cr a Al) a zároveň tvoří tepelnou bariéru. Této vlastnosti se využívá při vysokorychlostním obrábění, kde 78 % tepla vznikajícího při řezu je odváděno třískou;
# korozivzdornost - ochrana, kterou poskytují, závisí na mikropórovitosti a schopnosti některých prvků obsažených ve vrstvě se pasivovat, zde lze zmínit povlaky obsahující hliník, např. TiAlN a uhlíkové povlaky. Povlaky samy korozi odolávají;
# snížení třecího odporu - nízký koeficient tření mají např. MoS2, WC/C a DLC (Diamond Like Carbon);
# adheze - nejjednodušším měřením bývá pozorování okrajů vpichu vzniklého Rockwellovým hrotem;
# tloušťka - nejčastěji je měřena pomocí kalotestu (probroušení kulového vrchlíku a následný odečet optickým mikroskopem), zpravidla se pohybuje v rozmezí 1 - 4 ?m;
# mikrotvrdost - k nejtvrdším patří DLC povlaky, jejichž mikrotvrdost přesahuje 30 GPa. Pro srovnání např. u galvanicky připraveného "tvrdochromu" lze naměřit max. 9 GPa.
Pro účely výzkumu a při podrobnějším zkoumání se zjišťují ještě další charakteristiky, jako modul pružnosti, zátěžové křivky mikrotvrdosti, vnitřní pnutí, stechiometrie apod.