انقلاب پوشش PVD با Gr1 Gr2 و Gr5 TiAl آلیاژ تیتانیوم Sputtering اهداف

بررسی آلیاژ های تیتانیوم TiAl Gr1, Gr2 و Gr5 برای پوشش PVD: کاربردهای و مزایا

تیتانیوم و آلیاژ های آن در کاربردهای مختلف صنعتی، به ویژه در زمینه پوشش های تثبیت بخار فیزیکی (PVD) ، اهمیت زیادی پیدا کرده اند.در میان انواع مختلف موجود، درجه 1 (Gr1) ، درجه 2 (Gr2) و درجه 5 (Gr5) آلیاژ های تیتانیوم، از جمله تیتانیوم آلومینیوم (TiAl) ، به دلیل خواص منحصر به فرد خود قابل توجه هستند.این مواد نقش مهمی در افزایش عملکرد محصولات پوشش داده شده در بخش های مختلف دارند، از جمله هوافضا، خودرو و الکترونیک.

درک درجه های تیتانیوم

تیتانیوم درجه 1 به دلیل انعطاف پذیری استثنایی و مقاومت در برابر خوردگی شناخته شده است. این خالص ترین نوع تیتانیوم است که حاوی حدود 99.5٪ تیتانیوم است، که باعث می شود بسیار انعطاف پذیر و آسان برای ساخت باشد.این درجه به ویژه در محیط هایی که خوردگی یک نگرانی است مفید است، مانند در کاربردهای دریایی و پردازش شیمیایی. جوش پذیری عالی آن اجازه می دهد تا تولید هندسه های پیچیده، آن را انتخاب مورد علاقه برای کاربردهای مختلف،از جمله آنهایی که به اجزای سبک و قوی نیاز دارند.

تيتانيوم درجه 2 مزاياي مشابهي با درجه 1 داره اما قدرتش بالاستGr2 خواص مکانیکی بهتری را فراهم می کند در حالی که مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی را حفظ می کنداین باعث می شود که آن را مناسب برای استفاده در صنایع مانند نفت و گاز، که در آن مواد باید در برابر محیط های خشن مقاومت. Gr2 تیتانیوم اغلب در برنامه های کاربردی مانند مبادله گرما،ظرف های تحت فشار، و اجزای ساختاری، که در آن قدرت و قابلیت اطمینان بسیار مهم است.

تیتانیوم درجه 5 ، همچنین به عنوان Ti-6Al-4V شناخته می شود ، یکی از رایج ترین آلیاژ های تیتانیوم است. که از 90٪ تیتانیوم ، 6٪ آلومینیوم و 4٪ وانادیوم تشکیل شده است.که آن را برای کاربردهای هوافضا ایده آل می کندخواص مکانیکی آن اجازه می دهد تا آن را به مقاومت در برابر استرس های قابل توجهی و تغییرات درجه حرارت، ارائه قابلیت اطمینان در محیط های سخت.مقاومت در برابر خستگی و توانایی ماشینکاری در اشکال پیچیده Gr5 را انتخاب متنوعی برای کاربردهای مختلف با عملکرد بالا می کند.

نقش آلیاژ تیتانیوم

آلیاژ های تیتانیوم-الومینیوم (TiAl) ، به ویژه آنهایی که از تیتانیوم درجه 5 استفاده می کنند، به عنوان انتخاب اصلی برای پوشش های PVD ظاهر شده اند. آلیاژ های TiAl ترکیبی از تراکم کم و قدرت بالا را نشان می دهند.که به عملکرد آنها در محیط های با دمای بالا کمک می کنداضافه کردن آلومینیوم مقاومت اکسیداسیون و ثبات حرارتی آلیاژ را افزایش می دهد.که آن را برای کاربردهای هوافضا و خودرو که مواد سبک وزن برای بهره وری حیاتی هستند، مناسب می کند.

استفاده از TiAl در پوشش های PVD اجازه می دهد تا فیلم های نازکی ایجاد شود که به طور قابل توجهی خواص سطحی را افزایش می دهد. این پوشش ها می توانند سختی، مقاومت در برابر لباس و ثبات شیمیایی را بهبود بخشند.بنابراین طول عمر اجزای تحت شرایط سخت عملیاتی را افزایش می دهدتوانایی روکش های TiAl برای حفظ یکپارچگی در دمای بالا باعث می شود که آنها به ویژه در تیغه های توربین و سایر اجزای موتورهای جت مفید باشند.جایی که قرار گرفتن در معرض حرارت بالا یک چالش رایج است.

فرآیند پوشش PVD و مزایای آن

رسوب بخار فیزیکی یک تکنیک پوشش خلاء است که شامل رسوب فیلم های نازک بر روی زیربناها از طریق یک فرآیند تبخیر فیزیکی است.فرآیند PVD امکان کنترل دقیق ضخامت و ترکیب پوشش را فراهم می کند، که آن را برای برنامه هایی که نیاز به ویژگی های عملکردی خاص دارند، ایده آل می کند.

استفاده از آلیاژ های تیتانیوم TiAl Gr1، Gr2 و Gr5 در پوشش های PVD مزایای متعددی دارد. پوشش ها به طور معمول سخت تر و مقاوم تر از پوشش های سنتی هستند.که دوام قطعات پوشش داده شده را افزایش می دهداین امر به ویژه در صنایع مانند خودرو و هوافضا مهم است، جایی که اجزای باید بدون تخریب در شرایط سخت عملیاتی مقاومت کنند.

علاوه بر این، سبک بودن تیتانیوم و آلیاژ های آن به بهره وری انرژی کمک می کند.کاهش وزن قطعات می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در سوخت و بهبود عملکرد شودتوانایی ایجاد اشکال پیچیده با پوشش های PVD همچنین به طراحان امکان می دهد هندسه های قطعات را برای کاهش وزن بدون قربانی قدرت بهینه کنند.

کاربرد در صنایع مختلف

تنوع آلیاژ های تیتانیوم Gr1، Gr2 و Gr5، به ویژه هنگامی که به عنوان اهداف اسپوتری در فرآیندهای پوشش PVD استفاده می شود، طیف وسیعی از کاربردهای مختلف را در صنایع مختلف باز می کند.در بخش هوافضا، این مواد برای موتورهای توربین، فریم های هواپیما و سایر قطعات حیاتی که در آن نسبت قدرت به وزن بسیار مهم است استفاده می شود.آنها به طور فزاینده ای در وسایل نقلیه با عملکرد بالا استفاده می شوند، که به پیشرفت در بهره وری سوخت و عملکرد کلی کمک می کند.

در الکترونیک، پوشش های PVD با استفاده از آلیاژ های تیتانیوم در تولید نیمه هادی ها و پانل های خورشیدی استفاده می شود که دوام و کارایی آنها را افزایش می دهد.توانایی این پوشش ها برای بهبود خواص سطح آنها را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر فرسایش و خوردگی دارند، ایده آل می کندعلاوه بر این، زمینه پزشکی از سازگاری زیستی تیتانیوم بهره مند می شود، با پوشش هایی که در ایمپلنت ها و پروتز ها برای بهبود طول عمر و ادغام با بافت های بیولوژیکی استفاده می شود.

نتیجه گیری

در نتیجه، آلیاژ های تیتانیوم Gr1، Gr2 و Gr5 همراه با TiAl مواد ضروری در تولید پوشش های PVD هستند. خواص منحصر به فرد آنها، از جمله مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی،قدرتبا پیشرفت تکنولوژی و تقاضای مواد با عملکرد بالا همچنان در حال افزایش است،استفاده از این آلیاژ های تیتانیوم در پوشش های PVD احتمالا گسترش خواهد یافت، که منجر به نوآوری و بهبود بیشتر در بخش های مختلف می شود.ترکیب ویژگی های ذاتی تیتانیوم با تکنیک های پیشرفته پوشش وعده می دهد عملکرد و طول عمر اجزای حیاتی را افزایش دهد، باعث پیشرفت در مهندسی و تولید می شود.

2- الزامات اصلی عملکرد هدف

(1) خلوص

خلوص یکی از شاخص های اصلی عملکرد هدف است، زیرا خلوص هدف تأثیر زیادی بر عملکرد فیلم دارد.الزامات خلوص مواد هدف نیز متفاوت است.به عنوان مثال، با توسعه سریع صنعت میکروالکترونیک، اندازه وافرهای سیلیکون از 6 "، 8 "به 12" افزایش یافته است و عرض سیم کشی از 0.5um به 0.25um کاهش یافته است.18um یا حتی 0.13um، خالصیت هدف قبلی 99.995٪ می تواند نیازهای فنی 0.35umIC را برآورده کند، و آماده سازی خطوط 0.18um نیاز به 99.999٪ یا حتی 99.9999٪ برای پاکی هدف دارد.

(2) محتوای ناخالصی

ناخالصی ها در جامد هدف و اکسیژن و بخار آب در منافذ، منابع اصلی آلودگی برای فیلم سپرده شده هستند.اهداف مختلف دارای الزامات متفاوتی برای محتوای ناخالصی های مختلف هستند.به عنوان مثال، هدفهای آلومینیوم خالص و آلیاژ آلومینیوم مورد استفاده در صنعت نیمه هادی دارای الزامات ویژه ای برای محتوای فلزات قلیایی و محتوای عناصر رادیواکتیو هستند.

(3) تراکم

برای کاهش منافذ در مواد جامد هدف و بهبود عملکرد فیلم اسپتر شده، هدف معمولاً باید چگالی بیشتری داشته باشد.چگالي هدف نه تنها بر سرعت اسپتر شدن اثر ميکند، اما همچنین بر خواص الکتریکی و نوری فیلم تاثیر می گذارد. هرچه تراکم هدف بالاتر باشد، عملکرد فیلم بهتر است. علاوه بر این،افزایش تراکم و قدرت هدف باعث می شود که هدف در طول اسپوتینگ به استرس حرارتی بهتر مقاومت کند.تراکم نیز یکی از شاخص های کلیدی عملکرد هدف است.

(4) اندازه دانه و توزیع اندازه دانه

ماده هدف معمولاً پلی کریستال است و اندازه دانه ها می تواند در حدود میکروها تا میلی متر باشد.سرعت اسپتر شدن هدف با دانه های نازک سریع تر از هدف با دانه های ضخیم است.؛ ضخامت فلمی که با اسپتر کردن هدف با تفاوت کمی در اندازه دانه (توزع یکنواخت) قرار می گیرد، یکنواخت تر است.

3مواد

(1)تیتانیوم خالص:درجه 1 (Gr1), درجه 2 (Gr2)

(2)آلیاژ های تیتانیوم:تیتانیوم درجه 5، تیتانیوم آلومینیوم (TiAl) ، تیتانیوم نیکل (TiNi) ، تیتانیوم کرومیوم (TiCr) ، تیتانیوم زرکونیوم (TiZr) ، مس تیتانیوم (TiCu) و دیگران.

(3)مواد دیگر:هدف های اسپوتر زرکونیوم، هدف های اسپوتر کرومیوم، هدف های اسپوتر وولفستم، هدف های اسپوتر مس و غیره.

4هدف

فیلم های وولفستم تیتانیوم (W-Ti) و فیلم های آلیاژ وولفستم تیتانیوم به طور معمول در پوشش های تزئینی، پوشش های مقاوم به لباس و پوشش های سی دی و وی سی دی در صنعت الکترونیک استفاده می شوند.و همچنین در کاربردهای مختلف دیسک های مغناطیسی.

این فیلم های آلیاژ با دمای بالا دارای طیف وسیعی از خواص منحصر به فرد هستند. ونگستین به دلیل نقطه ذوب بالایی، قدرت استثنایی و ضریب گسترش حرارتی پایین شناخته شده است.آلیاژ های W-Ti مقاومت کم دارنددر حالی که فلزات سیم کشی سنتی مانند آلومینیوم، مس و نقره به طور گسترده ای استفاده می شوند، آنها با چالش هایی مانند اکسیداسیون مواجه می شوند.واکنش پذیری با محیط زیستاین فلزات می توانند به راحتی به مواد زیربنایی مانند سیلیکون و دی اکسید سیلیکون نفوذ کنند.ترکیبات تشکیل دهنده ای که به عنوان ناخالصی عمل می کنند و عملکرد دستگاه را به طور قابل توجهی کاهش می دهند.

در مقابل، آلیاژ های W-Ti به عنوان موانع پخش موثر در کاربردهای سیم کشی عمل می کنند. خواص ترمو مکانیکی پایدار، تحرک الکترون کم، مقاومت بالای خوردگی،و ثبات شیمیایی آنها را به ویژه برای محیط هایی با تقاضای جریان و دمای بالا مناسب می کند.

تصاویر دقیق

کارخانه

بسته بندی و تحویل:

مواد هدف را با پنبه مروارید پیچیده و در یک جعبه چوبی قرار دهید. روش بسته بندی منطقی ما می تواند از برخورد مواد هدف در طول حمل و نقل جلوگیری کند.و همچنین می تواند از تاثیر کالاهای خارجی بر محصول جلوگیری کند، و اطمینان حاصل کنید که محصول پس از تحویل تحویل داده می شود.

- - - - - - - -بسته بندی مهر و موم شده، سپس در جعبه کارتن یا جعبه پلاکت استاندارد قرار داده می شود.

---2با استفاده از کارتونی منحصر به فرد با لوگو مشتری، هر بسته بندی فردی، برای کمک به خریداران فروش مستقیم.

---تطلبات مشتری را بپذیرید

مطمئن شوید که هر بسته برای شما سفارشی شده است.مطمئن بشيد که وقتي که کالا رو گرفتيد آسيب ديده نيست.