Технологии



Напыление пленок и покрытий:


Технология и оборудование для нанесения алмазоподобных покрытий на детали машиностроения.

        Алмазоподобные (DLC) покрытия представляют собой тонкие аморфные пленки на основе углерода. Микроструктура материала включает полимерную сетку (sp2 фракция) и тетраэдрическую структурную сетку (sp3 алмазоподобная фракция). Наличие алмазоподобной фракции определяет высокую микротвердость DLC покрытий. DLC покрытия являются перспективным способом обработки поверхности для увеличения поверхностной твердости и износостойкости деталей машиностроения, а также снижения коэффициента трения. При применении DLC покрытий можно ожидать улучшения износостойкости и эксплуатационных свойств подшипников качения и скольжения, элементов шестерных передач, элементах компрессоров, топливной и газовой аппаратуры и т.д. Высокая твердость алмазоподобных покрытий в сочетании с оптической прозрачностью может быть использована для упрочнения поверхностей стеклянных или пластиковых элементов. DLC пленки являются перспективным покрытием, препятствующим появлению царапин. DLC покрытия могут также успешно использоваться для увеличения долговечности режущего инструмента и штампов холодной штамповки; в целях химической пассивации поверхности, в частности – как антикоррозионные покрытия.
Технология:

       Разработанная технология основана на плазменно-стимулированном осаждении из газовой фазы и позволяет получать покрытия толщиной 0.3 – 5 мкм с содержанием алмазоподобной фракции до 64 %. Скорость роста пленки составляет 0.06 мкм/мин, что соответствует полному времени получения покрытия порядка десяти минут. Основным достоинством разработанной технологии получения DLC пленок являются простота управления свойствами пленок за счет изменения состава газовой фазы при осаждении, отсутствие неконтролируемого нагрева подложки во время нанесения пленки и, следовательно, возможность осаждения пленок при сравнительно низкой температуре (не более 300°С). В настоящее время отработаны методики получения пленок на кремнии, стекле, титане, нержавеющей стали, молибдене, меди и никеле.
Получаемые покрытия:

Рис. 1  Микротвердость различных образцов DLC покрытий

   На Рис. 1 показана микротвердость различных образцов покрытий получаемых в нашей лаборатории. Видно, что твердость образцов составляет в среднем 50 ГПа. Для сравнения, твердость различных марок сталей находится в пределах 1 - 5 ГПа. На Рис. 2 показано содержание алмазоподобной фракции в получаемых покрытиях.

Рис. 2   Содержание алмазоподобной sp3 фракции в пленках различной толщины.

 Изображения поверхности DLC пленок приведены на Рис. 3 и Рис. 4. Шероховатость поверхности находится в пределах 5 нм. Кроме того, нанесение DLC покрытий может снизить исходную микро-шероховатость обрабатываемой поверхности.
     
Рис. 4  Изображение поверхности DLC покрытия полученное методом Атомно-силовой спектроскопии (АСМ).

Оборудование:
      В настоящее время мы обладаем оборудованием и отработанной методикой получения покрытий в экспериментальной установке на образцах с диаметром обрабатываемой поверхности 7.5 см. (Рис. 5). Идет отработка нанесения покрытий на поверхности 40 х 40 х 15 см. в промышленной установке (Рис. 6). Установка оборудована двухсторонней системой активных электродов размером 50 х 50 см.

Рис. 5  Установка для плазменностимулированного осаждения пленок на поверхности диаметром до 7.5 см.

ЦПБ

Загрузка