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发表于 2014-10-6 12:21:28
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本帖最后由 孤鸿踏雪 于 2014-10-6 12:23 编辑
化学气相沉积(CVD)
化学气相沉积常以CVD(Chemical Voper Deposition)表示,是由德国人Dr•W•RuPPer开发的,它是在高温(900~1200℃)低压下,利用化学反应由气相中析出纯金属、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和氧化物等固体物质沉积在工件表面的成膜方法。一般把反应物是气体而生成物之一是固体的反应称为CVD反应。利用化学气相沉积可在工件表面沉积超硬物质TiC、TiN薄膜等。
物理气相沉积(PVD) 物理气相沉积(Physical vapor deposition的缩写)是在真空加热条件下,利用元素蒸发、辉光放电、弧光放电、离子溅射等物理方法提供活性原子、离子,使工件表面沉积特种性能化合物层的工艺,是真空蒸镀、溅射镀和离子镀等用物理方法形成覆层的方法的总称。其中之一的ARE法(活性反应蒸镀法),一般在200~600℃的较低温度下进行,是介于离子轰击热处理和电镀之间的处理方法。在添加C2H2、N2的真空(10-4Torr左右)条件下进行的碳化物被覆处理时主要形成TiC和TiN覆层。
等离子化学气相沉积(Plasma CVD)
缩称PCVD,是借助于气体辉光放电产生的低温等离子体(非热平衡等离子体),使反应物质在低温(500℃左右,接近物理气相沉积温度)时具有高的化学活性,大大降低化学反应温度,在工件上形成牢固的、质量良好的薄膜(沉积层)。
PCVD是在CVD基础上发展起来的,较CVD有如下优点:
(1)可以低温成膜,对基材影响小,可以避免高温成膜引起的晶粒粗化;
(2)PCVD通常在较低压力(较高真空)下进行,由于反应中的分子、原子、等离子粒团与电子之间的碰撞、散射、电离等作用,提高了沉积层厚度及成分均匀性,得到的沉积层针孔小,内应力小,不易产生微裂纹;
(3)等离子体对工件及沉积层具有清洗作用,提高了沉积层对基体的附着力;
(4)扩大了化学气相沉积的应用范围,特别是提供了在不同材质的基体上制取各种沉积层,非晶态无机物膜、有机聚合膜的特性;
(5)PCVD具有CVD的良好绕镀性和PVD低温沉积的特点,更适于模具工作零件的表面强化。
PCVD等离子体中化学反应十分复杂,许多因素交互影响,其反应机理、反应动力、反应过程目前尚不十分清楚,但其应用日益广泛,新的工艺方法不断出现,如光PCVD、电子回旋共振等离子沉积等。目前国内在金属材料耐磨沉积层的研究方面,主要集中在TiC、TiN沉积设备及工艺探讨上。
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