Plieno dengimas titano nitridu. Miltelių technologija

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Medžiagoms padengti mūsų laikais naudojama daugybė skirtingų technologijų. Yra vakuuminio dengimo technologijos, elektronų ir protonų spinduliuotė, aukštos temperatūros sintezė ir daugelis kitų.

Plieno dengimas titano nitridu

Šiuolaikiniame pasaulyje „paauksuoti“dekoratyviniai papuošalai ir gaminiai tampa vis populiaresni. Pramonėje tai įrankių ir detalių grūdinimas (purškimas) titano nitridu. Šis cheminis elementas pasižymi tiek išorine dekoratyvine išvaizda, tiek vertingomis eksploatacinėmis savybėmis – dideliu kietumu, atsparumu ir cheminiu inertiškumu. Pramonėje titano nitrido dengimas atliekamas:

1. Vakuuminio nusodinimo metodas. Jis įgyvendinamas įvairiais būdais – jonų nusodinimu, plazminės fazės kondensacijos sistema ir dulkinimu magnetroniniuose įrenginiuose: PVD (fizinis garų nusodinimas) arba FOP technologija.
2. Cheminio nusodinimo garais metodas: CVD (cheminis nusodinimas iš garų) arba CVD technologija.
3. Plazmos purškimas mikrobangų plazminiuose degikliuose.
4. SHS technologija (savaime sklindanti aukštos temperatūros sintezė).

Plieno padengimas titano nitridu nusodinimo metodais duoda gerų rezultatų, tačiau pramonės įmonėse tam reikia techniškai sudėtingų įrengimų (vakuuminis, garo-dujų). Be to, tam reikia specialios įrangos, medžiagų ir pramoninių dujų (pvz., azoto). Be to, galvanizavimo dirbtuvėse susidaro toksiškų atliekų.

Plazmos įrengimas. Procesas

Plazminio tipo įrenginiuose titano nitrido dengimas atliekamas elektroplazminiais purkštuvais, naudojant paruoštas miltelių žaliavas (titano nitridą miltelių pavidalu). Purškimui skirti plazmatronai yra gana paprasti, ten procesas vyksta be vakuumo ir specialios dujinės aplinkos. Tačiau norint sumažinti titano nitrido oksidaciją deguonimi, plazmai formuoti naudojamas argonas. Jis turi inertiškų savybių. Azotas naudojamas mikrobangų plazminiame degiklyje. Ši miltelinio dažymo technologija gali būti naudojama mažose įrengtose patalpose, pavyzdžiui, privačiose įmonėse.

Plazminio purškimo metodo trūkumai

Plazmos tipo įrenginiuose titano nitrido dangos technologija turi šiuos trūkumus:

• silpnas sukibimas. Dangos sukibimo stiprumas yra prastesnis nei PVD arba CVD metodais, purškimas linkęs nusėsti;
• paviršių dengianti plėvelė yra griežtai nelygi;
• dekoratyvinės tokios prastos kokybės plėvelės savybės;
• tam tikrą laiką purškimas gali būti atliekamas kelis kartus, todėl gaminys yra linkęs nusidėvėti.

Akivaizdu, kad jei dengimas titano nitridu atliekamas mažose, prastai įrengtose patalpose, rezultatas turi didelių trūkumų. Ši danga naudojama tik dekoratyviniais tikslais. Pavyzdžiui, ši kokybė reikalinga gaminant suvenyrinius gaminius, baldų furnitūrą, papuošalus ir kt.

Gaisrinės technologijos

Sintezuojant aukštoje temperatūroje titano nitridas padengiamas uždaruose reaktoriuose, kaitinant gatavą produktą. Tokiuose įrenginiuose danga yra švari ir vienoda. Jis lenkia žinomas kompozicines medžiagas savo stiprumu, kietumu ir atsparumu ugniai.

Reaktorius įkaista iki aukštos temperatūros dėl egzoterminių procesų. Dėl kelių cheminių elementų reakcijos susidaro dalis. Temperatūra siekia 4000 laipsnių. Tokiu būdu galite gauti puikų gryną nitridą, titano diboritą, silicį ir aliuminį bei kitas medžiagas su baigtomis dangomis. Dengimo titano nitridu procesas aukštos temperatūros miltelių sintezės variantuose gali būti atliekamas papildomai. Naujuosiuose SHS reaktoriuose bet kokia medžiaga pasirodo neįprasta ir išskirtinai dekoratyvi.

Titano nitridu dengtų medžiagų privalumai

Tai apima:

• didelis atsparumas mechaniniams pažeidimams;
• įvairios dangos spalvos;
• funkcinis ilgaamžiškumas;
• novatoriškos gamybos tvarumas;
• patogumas ir paprastas naudojimas;
• naudojamas daugelyje gamybos sričių – nuo bažnyčių kupolų dekoravimo (auksavimo) iki suvenyrų gamybos.

Galima teigti, kad titano nitrido dengimo kaina gamyboje yra daug mažesnė nei kitose pramonės šakose, kur reikia padengti auksu. Pavyzdžiui, vienas kvadratinis metras nerūdijančio plieno lakšto su "auksavimu" kainuos maždaug 2,5 tūkst. TiN danga nesutepa ir apsaugo medžiagą nuo rūdžių. Titano nitrido apvalkalo tarnavimo laikas yra daug ilgesnis. Ši jungtis atspari 800 laipsnių temperatūrai.

Išvada

Atliekama aprėptis turi daug funkcijų. Nitridinė danga naudojama integrinių grandynų gamyboje, nes ši medžiaga yra ir laidininkas, ir izoliatorius. Purškimas suteikia paviršiui kitokį žiedą, gaminiai dekoratyvesni. Tai aukso, bordo, žalios ir mėlynos spalvos, taip pat sidabro ir tamsiai raudonos spalvos Visi jie yra stabilūs, neišblunka ir neišsiplauna.