Preparação e aplicação de filmes de nitrato de titânio (TiN)
Jan 22, 2018| 1. Método de preparação de filmes de nitrato de titânio (TiN)
Já na década de 1960, a pesquisa de filmes finos TiN começou. No entanto, o trabalho de pesquisa resultou em uma maré baixa devido às dificuldades nos materiais e dispositivos. Posteriormente, com a melhoria da tecnologia de preparação de filmes finos, a pesquisa de filmes finos de TiN começou a florescer e os métodos de preparação são diversificados. No momento, um grande progresso foi feito.
Depósito físico de vapor (PVD)
Método de evaporação do feixe de elétrons
Atualmente, o método de revestimento a vácuo mais utilizado é a evaporação do feixe de elétrons . É um método que usa o feixe de elétrons para atingir a superfície do material evaporado para transferir a energia e depois derreter e evaporar o material. A evaporação do feixe de elétrons possui as características de grande densidade de energia, alta eficiência térmica, baixa condução de calor e perda de radiação de calor, etc., o que pode reduzir a reação entre o material do recipiente e o material de chapeamento. Além disso, a pureza do revestimento de TiN pode ser grandemente melhorada.
Método de revestimento por Sputter
Existem dois métodos principais de pulverização por magnetron de filme de TiN: pulverização por magnetron de CC e pulverização por magnetron de RF (usando alvos de TiN de cerâmica). Recentemente, o pulverizador catódico de magnétron não equilibrado e a pulverização elétrica reativa são trazidos para frente. Entre eles, o método de pulverização reactiva é mais utilizado na preparação de filmes de TiN devido às suas vantagens únicas. O método de pulverização de magnetron de filmes de TiN tem as vantagens de alta taxa de pulverização, aumento de baixa temperatura do substrato, boa força de ligação de filme e substrato, desempenho estável do dispositivo, operação e controle convenientes, etc. Ao mesmo tempo, ele também possui alguns falhas. Por exemplo, a taxa de deposição é relativamente baixa, a eficiência é fraca, o que é desfavorável para reduzir o custo da deposição. Portanto, o método de pulverização de magnetron é aplicado apenas a campos que exigem revestimentos de TiN de alta qualidade, como a ótica e a microeletrônica.
Arco Ion Plating
Desde a década de 1980, o revestimento TiN de revestimento por iões tornou-se uma tecnologia de alta tecnologia em todo o mundo, a principal aplicação é a preparação de revestimentos resistentes ao desgaste em aço inoxidável e ferramentas de carboneto e os revestimentos decorativos de ouro em aço inoxidável. . A tecnologia de plaqueamento de íons fez um grande passo na década de 90 do século 20, recentemente, o método de chapeamento de iões mais utilizado na tecnologia de ionização por arco (também conhecido como revestimento de íons multi-arco), substituiu todos os outros tipos de chapeamento de íons e tornou-se o único processo de produção de revestimento de nitruro de titânio. Durante o processo de ionização por arco, os fatores que afetam a estrutura e o desempenho do revestimento são a corrente do arco, a polarização negativa do substrato, a temperatura do substrato, a pressão parcial do nitrogênio, a pressão da cavidade e assim por diante.
2. Pesquisa de Aplicação de Revestimento de TiN
Indústria de usinagem
O filme TiN pode reduzir a adesão do material na aresta de corte, melhorar a força de corte, melhorar a qualidade da superfície da peça e aumentar a vida útil e a durabilidade da ferramenta de corte. Portanto, o filme TiN é amplamente utilizado em ferramentas de corte de baixa velocidade, corte de aço de alta velocidade, ferramentas de corte de madeira e brocas. Além disso, a TiN também é um revestimento ideal resistente ao desgaste para peças de desgaste, sua baixa aderência tende a ampliar a aplicação em muitos sistemas de desgaste, tais como vedantes de pistão de motores automotivos, vários tipos de rolamentos e engrenagens, etc. Além disso, TiN O revestimento também é amplamente utilizado em ferramentas de moldagem, como ferramentas de formação de chapa em automotivo.
Indústria médica
O filme TiN é revestimentos não tóxicos com peso leve, alta resistência e excelente biocompatibilidade. Portanto, é um material de metal médico muito ideal e pode ser usado como implantes e instrumentos cirúrgicos implantados no corpo humano. Além disso, filmes de TiN podem ser usados como um filme de reforço de outro filme que tem um bom biocompatível.
Aeroespacial
A película TiN pode ser revestida no IF-MS2 para melhorar a resistência ao desgaste do lubrificante MoS 2 . O filme TIN tem as vantagens de alta dureza, alto ponto de fusão, alta resistência ao desgaste, excelente estabilidade química, etc., para que possa ser usado no IF-MS2 para melhorar o desempenho lubrificante de motores de aeronaves e espaciais e outras peças. Ao mesmo tempo, também pode garantir a alta temperatura e o desempenho de fricção dos componentes aeroespaciais.
Campo de aplicação da energia solar
O estudo de filmes de TiN para camada de absorção solar estável em atmosfera atmosférica de alta temperatura começou em 1984 e recentemente (Ti, Al) N revestimentos é recomendado para aplicar para camadas de absorção seletiva solar e janelas de controle solar, principalmente devido à resistência a altas temperaturas de (Ti, AI) N revestimento. Para a aplicação de revestimentos TiN e TiAlN na energia solar, ainda está em teste e exploração.
