Подготовка и применение пленок нитрида титана (TiN)
Jan 22, 2018| 1. Способ получения пленок нитрида титана (TiN)
Уже в 60-х годах началось исследование тонких пленок TiN. Однако, однако, исследования привели к отливу из-за трудностей в материалах и устройствах. Впоследствии, с улучшением технологии получения тонких пленок, исследование тонких пленок TiN начало расцветать, а методы приготовления разнообразны. В настоящее время достигнут значительный прогресс.
Физическое осаждение пара (PVD)
Метод испарения электронного пучка
В настоящее время наиболее часто используемым методом вакуумного покрытия является испарение электронного луча . Это метод, в котором электронный луч попадает на поверхность испаренного материала для переноса энергии, а затем расплавляется и испаряется. Испарение электронным пучком имеет характеристики большой плотности энергии, высокой тепловой эффективности, низкой теплопроводности и потери теплового излучения и т. Д., Что может уменьшить реакцию между материалом контейнера и материалом покрытия. Кроме того, чистота покрытия TiN может быть значительно улучшена.
Метод нанесения распылением
Существует два основных метода магнетронного распыления пленки TiN: магнетронное распыление постоянного тока и радиочастотное магнетронное распыление (с использованием керамических целей TiN). В последнее время продвигается неравновесное магнетронное распыление и реактивное распыление. Среди них метод реактивного распыления наиболее широко используется при получении пленок TiN из-за его уникальных преимуществ. Метод магнетронного распыления пленок TiN имеет преимущества высокой скорости распыления, низкого уровня температуры подложки, хорошей силы склеивания пленки и подложки, стабильной работы устройства, удобной работы и управления и т. Д. В то же время он также имеет некоторые недостатки. Например, скорость осаждения относительно низкая, эффективность низкая, что неблагоприятно для снижения затрат на осаждение. Поэтому метод магнетронного распыления применяется только к полям, которые требуют высококачественных покрытий TiN, таких как оптика и микроэлектроника.
Пластинчатое покрытие
С 1980-х годов покрытие TiN с ионным покрытием превратилось в высокотехнологичное оборудование во всем мире, основное применение - подготовка износостойкого покрытия на быстрорежущей стали и твердосплавных инструментах, а также высококачественные изделия из высококачественной стали с золотым покрытием , Технология ионной обшивки сделала большой шаг в 90-х годах 20-го века, в последнее время, наиболее широко используемая технология ионного осаждения методом ионного осаждения (также известная как многоэлектронное ионное покрытие), она заменила все другие типы ионного покрытия и стал единственным производственным процессом по производству нитрида титана. Во время процесса ионного плавления факторами, влияющими на структуру и характеристики покрытия, являются ток дуги, отрицательное смещение подложки, температура подложки, парциальное давление азота, давление в полости и т. Д.
2. Исследование применения покрытия TiN
Обрабатывающая промышленность
TiN-пленка может уменьшить адгезию материала на режущей кромке, улучшить силу резания, улучшить качество поверхности заготовки и удвоить срок службы и долговечность режущего инструмента. Поэтому пленка TiN широко используется в низкоскоростных режущих инструментах, высокоскоростной резке стали, режущих инструментах и сверлах. Кроме того, TiN также является идеальным износостойким покрытием для изнашиваемых деталей, его низкая склонность к прилипанию помогает расширить применение во многих системах износа, таких как поршневые уплотняющие уплотнения автомобильных двигателей, различные подшипники и шестерни и т. Д. Кроме того, TiN покрытие также широко используется в формовочных инструментах, таких как инструменты для формования листового металла в автомобильной промышленности.
Медицинская промышленность
TiN-пленка - это нетоксичные покрытия с малым весом, высокой прочностью и превосходной биосовместимостью. Поэтому он является очень идеальным медицинским металлическим материалом и может быть использован в качестве имплантатов и хирургических инструментов, имплантированных в организм человека. Кроме того, пленки TiN могут использоваться в качестве усиливающей пленки другой пленки, которая обладает хорошей биосовместимостью.
авиационно - космический
TiN-пленка может быть покрыта IF-MS2 для улучшения износостойкости смазки MoS 2 . Пленка TIN обладает высокой твердостью, высокой температурой плавления, высокой износостойкостью, отличной химической стабильностью и т. Д., Поэтому ее можно использовать на IF-MS2 для улучшения смазочных характеристик двигателей самолетов и космических аппаратов и других деталей. В то же время он также может обеспечить высокую температуру и трение аэрокосмических компонентов.
Область применения солнечной энергии
Изучение пленок TiN для устойчивого слоя солнечной абсорбции в высокотемпературной атмосфере началось в 1984 году, и в последнее время (Ti, Al) N покрытия рекомендуется применять для солнечных избирательно поглощающих слоев и солнечных контрольных окон, что в основном связано с высокой термостойкостью (Ti, AI) N. Для нанесения покрытий TiN и TiAlN в Solar Energy он все еще находится в стадии испытания и разведки.
