S jakými podkladovými materiály si PVD povlakovací stroj poradí, aniž by došlo ke snížení kvality povlaku nebo výkonu stroje?

Kovy jako substráty: Kovy jsou nejběžnější a nejkompatibilnější substráty PVD lakovací stroj díky jejich vysoké tepelné vodivosti, strukturální integritě a schopnosti odolávat vakuu a plazmovým podmínkám uvnitř stroje. Nerezová ocel, titan, hliník, měď a slitiny na bázi niklu jsou široce používány v průmyslových, dekorativních a nástrojářských aplikacích, protože si zachovávají rozměrovou stabilitu při vysokých teplotách a ve vakuu výrazně neuvolňují plyny. Tyto kovy také poskytují vynikající přilnavost pro širokou škálu nátěrových materiálů, jako je TiN, CrN nebo DLC. Předúprava, včetně odmaštění, leštění nebo plazmového čištění, je nezbytná pro odstranění nečistot, zvýšení povrchové energie a zajištění rovnoměrné tloušťky povlaku. Vyhýbání se kovům s vysokou těkavostí nebo reaktivním povrchem zabraňuje kontaminaci komory a udržuje kvalitu povlaku.

Kovové slitiny jako substráty: Specializované slitiny kovů, včetně nástrojových ocelí, slitin kobaltu a chrómu a superslitiny, jsou vhodné pro PVD povlaky, pokud mají vysoké body tání, tepelnou stabilitu a nízké vlastnosti odplynění. Tyto slitiny se běžně používají v řezných nástrojích, leteckých součástech, lékařských implantátech a površích s vysokým opotřebením. Správná příprava povrchu, jako je pískování, chemické leptání nebo iontové čištění, zvyšuje přilnavost a zajišťuje rovnoměrné nanášení, zejména u složitých geometrií. Slitiny náchylné k oxidaci nebo povrchové kontaminaci mohou vyžadovat dodatečné ošetření před nátěrem, aby se zabránilo selhání přilnavosti nebo delaminaci nátěru. Výběr slitiny s kompatibilními charakteristikami tepelné roztažnosti vzhledem k materiálu povlaku snižuje tvorbu napětí během procesu nanášení a zajišťuje dlouhodobou trvanlivost povlaku i substrátu.

Keramika jako substrát: Keramika jako oxid hlinitý (Al₂O3), oxid zirkoničitý (ZrO₂), karbid křemíku (SiC) a karbid boru může sloužit jako účinné PVD substráty pro aplikace odolné vůči vysokým teplotám nebo opotřebení. Tyto materiály jsou chemicky stabilní a udržují si rozměrovou integritu pod vysokoenergetickým plazmatem, ale často vyžadují aktivaci nebo zdrsnění povrchu pro zvýšení adheze povlaku. Plazmové leptání, iontové bombardování nebo mikrozdrsnění se běžně používá ke zlepšení mechanického spojení mezi keramickým povrchem a nanesenou vrstvou. Keramika je ideální pro aplikace, jako jsou řezné nástroje, povlaky odolné proti opotřebení a vrstvy tepelné bariéry. Vzhledem k jejich křehkosti je však třeba při manipulaci a zpracování dbát opatrnosti, aby nedošlo k praskání, které by mohlo ohrozit stejnoměrnost a výkon nátěru.

Upravené polymery jako substráty: Některé vysoce výkonné polymery, včetně polyimidových (PI), PEEK a polykarbonátových kompozitů, mohou být potaženy v PVD potahovacím stroji, pokud je teplota nanášení pečlivě kontrolována, aby se zabránilo změkčení nebo deformaci. Tyto polymery umožňují přidání funkčních povlaků pro dekorativní, ochranné nebo bariérové ​​aplikace. Předúprava je kritická pro polymerní substráty, často zahrnující plazmovou aktivaci nebo chemickou povrchovou úpravu pro zvýšení povrchové energie a adheze. Povlakové polymery vyžadují techniky depozice s nižší energií a parametry procesu, jako je vychýlení substrátu, rychlost depozice a úroveň vakua, musí být optimalizovány, aby se zabránilo tepelnému namáhání nebo deformaci. Nízkovýkonné plasty nebo polymery zatížené vlhkostí jsou obecně nekompatibilní kvůli odplynění nebo deformaci při vysokém vakuu a teplotě.

Důležitost přípravy substrátu: Bez ohledu na typ podkladu je pro dosažení vysoce kvalitních nátěrů nezbytná správná příprava. Povrchy podkladu musí být očištěny, aby se odstranily oleje, tuky, oxidy a prachové částice, které mohou narušovat přilnavost a způsobit vady nátěru. V závislosti na materiálu substrátu se běžně používá plazmové čištění, iontové bombardování, ultrazvukové čištění nebo chemické leptání. Drsnost povrchu v rozmezí několika nanometrů až mikrometrů v závislosti na nátěru a aplikaci přímo ovlivňuje mechanické spojení a adhezi. Správná předúprava zabraňuje delaminaci povlaku, redukuje malé dírky nebo dutiny a zajišťuje rovnoměrné usazování na rovných nebo složitých površích, což je zásadní pro udržení funkčního výkonu PVD povlaků.

Tepelná a mechanická kompatibilita: Podklad musí být tepelně a mechanicky kompatibilní jak s PVD procesem, tak s nátěrovým materiálem. Rozdíly v koeficientech tepelné roztažnosti mezi substrátem a povlakem mohou vést k akumulaci napětí, praskání nebo delaminaci během nanášení nebo provozu. Kovy a keramika obecně dobře snášejí tepelné namáhání, zatímco polymery vyžadují pečlivé řízení teploty. Substráty musí být také mechanicky odolné, aby vydržely manipulaci, rotaci nebo vibrace během ukládání. Výběr substrátu s vhodnou tepelnou roztažností, tvrdostí a povrchovou energií zajišťuje, že povlak správně přilne, zachová funkční výkon a nezpůsobí poškození PVD stroje.