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1. GPPS --- 硬胶.通用聚苯乙烯
◎ 塑料主要性能:
a) 高透明度, 良好光泽, 容易着色, 属非结晶塑料;
b) 尺寸稳定性好(收缩率0.4%左右), 耐磨性差, 故胶件包装要求较高以防擦花;
c) 制品对内应力敏感, 性脆, 无延展性, 冲击强度小,易开裂且断裂后易形成尖角(SHARP POINT)`利边(SHARP EDGE), 故单纯的GPSS料较少见用于玩具制造.
◎ 注塑工艺要点:
a) 原料一般不需干燥, 个别情况80℃烘2小时;
b) 成型温度范围较大, 加热溶化及固化速度快, 故成型周期一般较短; 温度参数: 料筒温度200℃左右, 料温过高易出现银丝, 而料温过低会使透明性差;
c) 模温控制: 模温一般在50-80℃;
d) GPPS流动性很好, 啤塑中不需要高压力(通常注射压力10Mpa左右), 以免过大而增加胶件内应力----可能导致开裂(尤其是经油漆装饰工序后);
e) 注射速度直适当高以减弱夹水纹, 但因注射速度受注射压力影响大, 过高的速度可能会导致披锋或出模时粘模以及顶出时顶白顶裂等问题;
f) 适当的背压: 如果背压太低, 螺杆转动易溢入空气, 料筒内料粒密度小, 胶粒塑化效果不好, 影响胶件表观质量(一般背压取10-20kg/cm2);
g) 模具上一般设计细水口为0.8-1.0mm.
h) 玻璃纤维强化型PS-GF30,料筒温度为180~275,模具温度为20~80,成型收缩率0.1~0.2.密度1.29/cm3
◎ 共混改性塑料:
GPPS + PVC→共混成为性能较好的不燃塑料;
◎ 常用原料举例:
a) 奇美硬胶PG-33 (台湾奇美实业公司);
b) STYRON 666D (美国道化学公司);
c) Bakelite SMD-3500 (美国联合碳化物有限公司).






2.HIPS --- 不碎胶. 高冲击聚本乙烯
@ 塑料主要性能:
a) 着色性好;
b) 与GPPS比较是加入了5-20%的丁二(一般用顺丁橡胶或丁苯橡胶), 成份, 故抗冲击性大大提高.
@ 注塑工艺要点:
a) 流动性小于GPPS, 故成型温度` 压力都稍高;
b) 冷却速度较GPPS慢, 故需要足够的保压力和保压时间以及充分的冷却条件以减少局部收缩及冷却变形.
@ 共混改性塑料:
HIPS + GPPS→混和啤塑, 调整比例使塑料具有足够强度及良好表观质量.
@ 常用原料举例:
a) HIPS STYRON 470,475U (DOW Chemical Co., Ltd)
b) Dolyrex PH-66 (台湾奇美实业公司)
c) HIPS HI-425 (NIWON Co., Ltd 。KOREA)
3. AS(SAN) – 大力胶. 丙烯晴-苯乙烯共聚物
@ 塑料主要性能:
a) 高透明` 高光泽` 耐冲击性优于GPPS;
b) 不耐动态疲劳, 但耐应力开裂远胜GPPS.
@ 主要工艺要点:
a) 需进行预干燥, 80℃2小时;
b) 温度控制: 注射成型温度180-270℃, 模具温度65-75℃.
c) 玻璃纤维强化SAN-GF30, 需进行预干燥, 80℃2小时, 温度控制: 注射成型温度200-260℃, 模具温度60-80℃,成型收缩率0.1~0.2%
@ 常用原料举例:
AS767 / STYLON GR601 (旭 DOW。日本)
4. BDS(K-ResinK树脂) –料。丁二烯-笨乙烯共聚物
@ 塑料主要性能:
a) 透明且具有较高的冲击强度及韧性;
b) K料分KR-01 % KR-03, KR-03冲击性优于KR-01;
@ 主要工艺要点:
啤塑参数: 注射料筒温度: 200-250℃, 注射压力: 40-70Mpa, 模具温度:
40-60℃.
@ 共混改性塑料:
根据需要, K料可以和聚苯乙烯及其改性物(包括ABS)任何比例混炼.

歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航 太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀 具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗!!

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool..com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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ようこそBewise Inc.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンド・ミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンド・ミル設計

(4)航空エンド・ミル設計

(5)超高硬度エンド・ミル

(6)ダイヤモンド・エンド・ミル

(7)医療用品エンド・ミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンド・ミル設計

(2)ミクロ・エンド・ミル~大型エンド・ミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.化学气相沉积( chemical vapor deposition ,简称(CVD)) 是近几十年来迅速发展起来的材料表面改性技术,它是利用气相之间的反应,在各种材料或制品表面沉积一层薄膜,赋予材料表面一些特殊的性能。它可以提高材料 抵御环境作用的能力,如提高材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性;它还可以赋予材料某些功能特性,包括光、电、磁、热、声等各种物理和化学性能。因此,化学 气相沉积制膜技术被广泛应用于机械制造工业、冶金工业、光学工业、半导体工业等领域。

化学气相沉积膜层致密,和基体结合牢固,某些特殊膜层具有优异的光学、热学和电学性能。此外,化学气相沉积绕镀性好,膜厚比较均匀,膜层质量稳定,易于实现批量生产,因此,CVD 制膜技术得到了广泛的应用。

在切削工具方面的应用

在 刀具的表面沉积上涂层,可以使刀具的使用寿命延长2~10倍,切削速度提高 20~100 % ,进给量增加20~200%。因此,刀具表面化学气相沉积薄膜技术被称为“刀具革命”。用CVD 涂覆刀具能有效地控制车、铣和钻孔过程中出现的磨损,车床用的转位刀片、铣刀、刮刀、拉刀、绞刀、丝锥和整体钻头等,应用了硬质合金刀具和高速钢刀具,使 用的涂层为高耐磨性的碳化物、氮化物、碳氮化合物、氧化物和硼化物等涂层。为了提高涂层刀具的使用性能,除单涂层外,近年来还发展了双涂层及多涂层的复合 涂层刀片。常见的双涂层有TiC - TiN、TiC - Al2O3 等涂层。这些相互结合的涂层改善了涂层的结合强度和韧性,提高了耐磨性。随着化学气相沉积金刚石薄膜技术的研究与发展,CVD 金刚石薄膜(CVDD) 也被用于刀具中。金刚石具有硬度高、耐磨性好、导热性好、热膨胀系数低和化学惰性等优良特性,是制造刀具的理想材料。利用化学气相沉积法沉积的金刚石薄 膜,具有接近天然金刚石的性能。

模具方面的应用

金属材料在成型时会产生高的机械应力和物理应力。CVD 的涂层作为表面保护层时,由于其与基体的结合力好,硬度高,耐磨性好,且有弹性,很少出现裂纹和剥落现象,并具有一定的润滑能力,所以能够显著地降低所产 生的磨损。目前,CVD 已经应用到凹模、凸模、拉模环、扩孔芯棒和深孔模中。与未经涂覆的模具相比,涂覆有CVD 的涂层的模具,寿命可提高几倍甚至几十倍。

在半导体工业中的应用

随着半导体工业的发展,薄膜材料在半导体工业中也有着广 泛的用途,如可以用作栅电极、多层布线的层间绝缘膜、金属布线、电阻以及散热材料等。采用超高真空(UHV) / 紫外光( HV) 能量辅助化学气相沉积工艺生长的SiGe/ Si 材料以其超高速、低成本的优势,向传统的Si和GaAs 技术形成强烈的挑战。利用UHV/UV/ CVD 工艺可在低温下得到SiGe 材料,避免了传统工艺因高温而造成的晶片翘曲、损坏金属布线等曲线,生成的SiGe 单晶薄膜表面平坦光滑,断面均匀。在超大规模集成电路制作中,化学气相沉积还可以用来沉积多晶硅膜、钨膜、铝膜、金属硅化物、氧化硅膜以及氮化硅膜等。

在其它方面的应用

除 以上方面以外,化学气相沉积制膜技术还应用在耐磨机械零件方面,目前正在研究和应用的缸体和螺旋桨的TiC涂层,钟表轴承的B涂层,滚珠轴承的TiC、 Si3N4涂层等材料,它们耐磨性好、摩擦系数低、与基体的粘附性好。在耐氧化、耐腐蚀方面,SiC、Si3N4 、MoSi2等硅系化合物是很重要的高温耐氧化涂层,这些涂层在表面上生成致密的SiO2薄膜,起着阻止氧化的作用,在1400~1600℃下能耐氧化。 Mo和W的CVD涂层也具有优异的高温耐腐蚀性能,因此可应用于涡轮叶片、火箭发动机喷嘴、煤炭液化和汽化设备、粉末鼓风机喷嘴等设备零件上。在光学领域 中,金刚石薄膜被称为未来的光学材料,它具有波段透明和极其优异的抗热冲击、抗辐射能力,可用作大功率激光器的窗口材料,导弹和航空、航天装置的球罩材料 等。金刚石薄膜还是优良的紫外敏感材料。此外,化学气相沉积还可以用来制备高纯难熔金属、晶须以及无定型或玻璃态材料如硼硅玻璃、磷硅玻璃等。
化 学气相沉积作为一种非常有效的材料表面改性方法,在很多领域得到应用,它提高了材料的使用寿命,节省了大量的材料,为社会带来了显著的经济效益。随着化学 气相沉积技术的发展,化学气相沉积的应用领域越来越广阔,除了在材料的表面改性方面以外,在半导体工业、光学工业、声学工业以及新材料制备等领域,化学气 相沉积也将大有作为,发挥更大的作用


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(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンド・ミル設計

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(5)超高硬度エンド・ミル

(6)ダイヤモンド・エンド・ミル

(7)医療用品エンド・ミル設計

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(1)生活産業~ハイテク工業までのエンド・ミル設計

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一 前言

某些机器零件采用了难加工材料制造.其中包括一些高硬度的脆性材料。在这个加工领域中,超硬刀具能够发挥很大的作用。
除 天然金刚石外,人造金刚百在近年来巳得到了更为广泛的应 用。人造金刚石是以石墨为原料,加入催化剂,经过高温、高压制成单晶金刚石细粉.可用作磨料。再用金刚石细粉加入粘结剂,经过又一次高温、高压工艺,从而 可以制成聚晶金刚石刀片或其它制品。用类似的工艺.亦可制成以硬质合金作为基底的金刚石复合刀片(PCD)。另一种最新的方法,是用化学气相沉积 (CVD)工艺,在硬质合金或陶瓷刀片上涂覆一层金刚石薄膜(厚度约为1Oµm~25µm),形成金刚石涂层刃片(简称CD)。或先沉积出厚度在 0.4mm以上的金刚石厚膜,再焊在硬质合金基体上,形成金刚石厚膜刀片(简称TFD)。CD和TFD是发展中的技术,但很有应用前景。
以六方氯化硼(HBN)为原料,用上述相同的高温、高压工艺.可制成聚晶立方氮化硼(CBN)刀片或CBN复合刀片。

二、金刚石刀具与立方氮化硼刀具的性能

金刚石与CBN的晶体结构均为面心立方,耐磨性极强。人造金刚石的硬度可达HV8000~9000,CBN硬度可达HV6000~7000。两者的密度均约为0.5g/cm3,与Al203及Si3N4的密度相近。
它们的导热性能很好。金刚石的导热素数为2000W/(m·K),CBN为1300W/(m·K),分别是紫铜的5倍和3.2倍.分别是硬质合金的40倍和25倍。
它们的线膨胀系数较小,金刚石为(O.9~1.18)×1O-6/K,CBN为(2.1~2.3)×1O-6/K,分别是硬质合盒的1/6和1/3。
它们的弹性模量很高,金刚石为(850~900)GPa,CBN为720GPa,显著高于硬厨合盒和陶瓷。
在切削过程中,金刚石和CBN刀具与工件材料之间的摩擦系数小,约为0.1和0.3,其为硬质合金刀具的1/5和1/2。
对金刚石和CBN刀具可以磨出非常锋利的切削刃,尤其是天然金刚石刀具经过仔细刃磨和研磨可以得到小于微米级的钝圆半径。
CBN 与铁族元素之间有着很大的惰性,到1300℃也不会 发生显著的化学作用;对酸碱都是稳定的。金刚石对铁族元素则易产生化学反应,在700℃以上,金刚石在Fe元素催化作用下转变为石墨而丧失硬度;金刚石中 的C元素,也易向铁族工件材料方面扩散。金刚石也不受酸的浸蚀。

图1 超硬刀具车削淬硬钢

图2 硬质合盒、陶瓷刀具车削淬硬钢

图3 超硬刀具车削硬质合金

三、淬火钢的切削

用立方氮化硼复合刀片CBN-L、cBN-W及金刚石复合刀片PCD-D车削谇硬工具钢T10A(HRC60~63),-L、-W、-D分别代表生产厂家。刀具几何参数:g0=0°,g0l=-20°, bg=0.2mm,kr=45°。.re=0.5mm(CBN),4mm(PCD)。切削用量:ap=O.1mm,f=0.05mm/r,V=84m/min。刀具磨损曲线见图1。
再用硬质合金YM053刀片和Si3N4基复合陶瓷刀片切削T10A。g0=-8°,g0l=-20°, bg=0.2mm,kr=45°。.re=0.5mm,ap=O.1mm,f=0.05mm/r,V=44m/min。刀具磨损曲线见图2。
由图1、图2可见,用CBN复合刀片加工淬硬钢效果很好,用金刚石复合刀片PCD切削淬硬钢效果甚差。硬质合金和陶瓷刀片在较低的切削速度(V=44m/min)下切削T10A,刀具耐用度显著低于CBN刀具。

四、硬质合金的切削

用金刚石复合刀片PCD及CBN复合刀片车削矿用硬质合金YG2O(HRA85),刀具几何参数同图1。ap=0.1mm, f=0.05mm/r,V=16.4m/min。刀具磨损曲线见图3。可见,用PCD和CBN刀片切削YG20,均取得了较好的效果,以CBN尤佳。由于 YG20中含有20%的Co元素,属于铁族,可能与金刚石刀具产生了化学反应,前导致PCD刀具产生了稍大的磨损率。

五、工业玻璃的切削

用PCD及CBN刀片车削工业玻璃(SiO2+Na2O+CaO,HV40O~500)。刀具几何参数同图1。ap=0.1mm,f=0.05mm/r,V=38m/min。试验结果见图4,切削效果均佳.而PCD领先。

六、工程陶瓷的切削

用PCD、TFD及CBN三种刀片车削Al2O3基复合陶瓷(HRA88~89),刀具几何参数同图1。ap=0.1mm,f=0.05mm/r,V=38m/min。试验结果见图5。由图5可见,金尉石刀具的切削效果优于CBN刀具。

图4 超硬刀具车削工业玻璃

图5 超硬刀具车削工程陶瓷

七、结论

  1. 切削高硬度的臆性材料,刀具材料必须具有很高的硬度和弹性模量,超硬材料对此非常胜任,这是机械性能的匹配。
  2. 刀具材料对于工件材料,在化学厦应上应呈现惰性,否则,刀具的磨损率高。故金刚石刀具不适合切削铁基材料,如淬硬钢。这是化学性能的匹配。CBN是精切淬硬钢的最佳刀县材料。
  3. 用金刚石刀具切削工业玻璃和工程陶瓷,效果也很好。

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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一、扩散法金属碳化物覆层技术介绍

1、 技术简介 扩散法金属碳化物覆层技术是将工件置于特种介质中,经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。该碳化物层具有极高的硬度,HV可达 1600"3000 (由碳化物种类决定),此外,该碳化物履层与基体冶金结合,不影响工件表面光洁度,具有极高的耐磨、抗咬合(粘结)、耐蚀等性能,可大幅度提高工模具及机 械零件的使用寿命。

2、 与相关技术的比较 通过在工件表面形成超硬化合物膜层的方法,是大幅度提高其耐磨、抗咬合(抗粘结)、耐蚀等性能,从而大幅度提高其使用寿命的有效而经济的方法。目前,工件 表面超硬化处理方法主要有物理气相沉积(PVD),化学气相沉积(CVD),物理化学气相沉积(PCVD),扩散法金属碳化物履层技术,其中,PVD法具 有沉积温度低,工件变形小的优点,但由于膜层与基体的结合力较差,工艺绕镀性不好,往往难以发挥超硬化合物膜层的性能优势。CVD法具有膜基结合力好,工 艺绕镀性好等突出优点,但对于大量的钢铁材料而言,其后续基体硬化处理比较麻烦,稍有不慎,膜层就易破坏。因此其应用主要集中在硬质合金等材料上。 PCVD法沉积温度低,膜基结合力及工艺绕镀性均较PVD法有较大改进,但与扩散法相比,膜基结合力仍有较大差距,此外由于PCVD法仍为等离子体成膜, 虽然绕镀性较PVD法有所改善,但无法消除。由扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层,与基体形成冶金结合,具有PVD、PCVD无法比拟的膜基 结合力,因此该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势,此外,该技术不存在绕镀性问题,后续基体硬化处理方便,并可多次重复处理,使该技术的适用性更为广 泛。

3、 技术优势 扩散法金属碳化物覆层技术在日本、欧洲各国、澳大利亚、韩国等国应用广泛。据调查,许多进口设备上的配套模具大量地使用了该技术,这些模具在进行国产化 时,由于缺乏相应的成熟技术,往往使模具寿命低,有些甚至无法国产化。该技术国内七十年代就有人研究过,但由于各方面条件的限制,工艺及设备往往难以经过 批量和长期生产的考验,使该技术中的一些实际存在的问题不易暴露或难以解决,往往半途而废。我们在十多年的研究与应用的过程中,对该技术存在的工艺、设备 上的实际问题进行了深入的研究,并进行了有效的改进,经改进后的工艺及成套设备已能够满足长期稳定生产的要求,所处理的模具寿命水平达到进口同类模具寿命 水平,取得了丰富的各类模具实际应用的生产经验,为大规模推广应用该技术奠定了坚实的技术基础。

4、 适用范围 扩散法金属碳化物覆层技术可以广泛应用于各类因磨损、咬合而引起失效的工模具或机械零件。其中,因磨损而引起的失效(如冲裁,冷镦,粉末成型等模具)可提 高寿命数倍至数十倍;因咬合而引起的产品或模具的拉伤问题(如引伸模,翻边模等),可以从根本上予以解决。 适用材料:模具钢,含碳量大于0.3%的结构钢,铸铁,硬质合金。二、不锈钢焊管模具表面超 硬化处理技术不锈钢焊管是在焊管成型机上,由不锈钢板经若干道模具碾压成型并经焊接而成。由于不锈钢的强度较高,且其结构为面心立方晶格,易形成加工硬 化,使焊管成型时:一方面模具要承受较大的摩擦力,使模具容易磨损;另一方面,不锈钢板料易与模具表面形成粘结(咬合),使焊管及模具表面形成拉伤。因 此,好的不锈钢成型模具必须具备极高的耐磨和抗粘结(咬合)性能。我们对进口焊管模具的分析表明,该类模具的表面处理都是采用超硬金属碳化物或氮化物覆层 处理。不锈钢焊管成型模具材料一般是由高碳高铬的 Cr12MoV(或SRD11,D2,DC53)制成。目前国内普遍采用如下工艺流程制作模具:下料→粗加工→热处理(高温淬火加高温回火)→精加工→氮 化→成品(注:为节省成本,一般生产厂家现在都省去了锻造与球化退火两道耗时,费财工序)。

歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的 不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了 從民生刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技 術,恭迎您親自體驗!!

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模 具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,因此在模具使用之前,同时也是模具制造的最后阶段,通常要进行研磨与抛光处理,以提高模 具表面质量。而在研磨与抛光处理后,有很多模具制造企业和模具使用企业还运用了表面处理技术,目的在于延长模具使用寿命,提高工件的加工品质,降低模具使 用成本,提高生产效率。

  目前,市场上有很多种表面处理技术,形成的表面涂层也是多种多样,我们按照表面处理技术的历史选择三类具有代 表性的涂层,进行比较,如下:氮化钛膜类金刚石膜非晶金刚石膜TiNDLCta-C技术历史40年20年5年硬度 HV24002000~60007000~8500成膜技术化学气相沉积化学气相沉积滤质阴极真空电弧成膜温度500℃500℃<80℃膜层厚度范 围1~7μm0.5~4μm0.002~2μm表面摩擦系数 0.550.150.08膜基结合力低低高工作环境最高温度600℃400~600℃600℃耐腐蚀性较好较好好装饰性好较好一般价格较低较高较高重要参 数说明:

  1.成膜温度会影响原有钢材的质量,较高的温度使钢材产生退火或回火效应,降低基材的硬度和韧性。

  2.成膜技术决定了膜层是否容易脱落,通常,较新的技术都采用离子注入法,使膜层嵌入基体表面,从而提高了膜基结合力。

  3.膜层硬度决定了镀件的耐磨性能。

  4.膜层表面摩擦系数低,有利于工件表面的润滑,也是提高耐磨性的一个因素。

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1 引言

钨 钛钴类硬质合金刀具具有较高的耐磨性、热硬性和允许切削速度,其中含钛量较高的硬 质合金刀具适用于较低切削速度和较小进给量的精细加工。金刚石薄膜具有高耐磨性、高热导率和低摩擦系数,在钨钛钴类硬质合金刀具上涂覆金刚石薄膜,不仅可 提高硬质合金刀具的使用寿命,而且有利于提高精细加工质量。但是,由于钨钛钴类硬质合金与金刚石薄膜之间热膨胀系数差异较大,加上合金中所含钴元素的影 响,使在刀具上直接沉积金刚石薄膜的附着力较差,因此需要采用中间过渡层抑制钴元素的影响,增强金刚石薄膜与基体的附着力。
笔者以TiC含量为15%的YT15硬质合金刀具为基体,选用Cu/Ti复合过渡层,采用微波等离子体化学气相沉积法,在不同沉积工艺参数下进行了金刚石薄膜的制备试验,对试验结果进行了比较研究,并讨论了不同沉积温度对金刚石薄膜质量、表面粗糙度和附着力的影响。

2 试验条件

试 验采用的刀具基体为钨钛钴类硬质合金(其成分的质量百分比为:79% WC,15%TiC和6%Co)。为增强金刚石薄膜的附着力,基体表面用稀硝酸溶液清洗处理后,分别采用物理蒸发沉积Cu、化学气相沉积Ti制备 Cu/Ti复合过渡层。金刚石薄膜的制备是在微波等离子体化学气相沉积装置上进行的,沉积条件为:微波功率为600W;H2流量为100sccm;工作气体采用CH4-H2体系,H4与H2的体积比为0.7%,工作气压为6.0kPa;基片温度分别为1093K(样品A)和973K(样品B);沉积时间为8h;薄膜厚度约为9µm。
采用Raman光谱法评价在不同工艺条件下制备的金刚石薄膜的质量;用扫描电镜(SEM)观测分析金刚石薄膜的表面形貌;用表面粗糙度测量仪测量金刚石薄膜的表面粗糙度;在洛氏硬度仪上用压痕法评价金刚石薄膜与基体的附着力。

3 试验结果分析

    1
    图1 金刚石薄膜样品的Raman光谱

  1. 金刚石薄膜的质量
    图1、图2分别为利用Cu/Ti复合过渡层在不同沉积温度下得到的金刚石薄膜样品A和B的Raman光谱图和薄膜表面形貌的SEM照片。
    由图1 可见,样品A、B的Raman光谱中均出现了尖锐的金刚石特征峰(分别位于1336cm-1和1338cm-1处),且金刚石特征峰相对于1332cm-1位 置均向高波数方向移动,表明金刚石薄膜的内应力为压应力,这是由于金刚石与硬质合金之间热膨胀系数相差较大造成的;样品B的压应力大于样品A的压应力的主 要原因是样品B的沉积温度相对较低,在较高沉积温度下制备的样品A的本征应力表现为较明显的张应力,从而使热应力被部分释放。此外,样品A、B的 Raman光谱中均存在与无定形碳相关的~1520cm-1展宽峰和与微晶金刚石相关的~1130cm-1展宽峰,其中样品B中与无定形碳相关的~1520cm-1展宽峰的强度明显高于样品A,表明样品A中非金刚石成分的含量低于样品B;~1130cm-1展宽峰的出现是由于Ti元素的引入有利于提高金刚石形核密度,从而有利于金刚石的二次形核(值得注意的是:仅采用Cu作为过渡层时一般不出现~1130cm-1展宽峰)。
    由 图2 可见,在较高沉积温度下制备的样品A中金刚石结晶完整,金刚石晶粒主要呈现(1 0 0)晶面,但表面粗糙度较大(Ra0.9µm),且晶粒间存在间隙;而样品B晶粒较细微,表面较平整(Ra0.6µm)。此外,样品B中对应于非晶成分光 致发光所形成的荧光背底高于样品A,表明较高的沉积温度有利于抑制金刚石膜层中非晶碳的形成。

    2
    (a)样品A(沉积温度1093K)

    1
    (b)样品B(沉积温度973K)

    图2 金刚石薄膜样品表面形貌的SEM照片
  2. 金刚石薄膜的表面粗糙度
    试验中研究了沉积条件对金刚石薄膜表面粗糙度的影响,结果表明,金刚石薄膜的表面粗糙度与沉积气压和温度有关。
    采 用Cu/Ti复合过渡层获得的金刚石薄膜的表面粗糙度与沉积气压和温度的关系如图3所示。由于试验中采用了基片等离子体自加热方式, 因此基片温度与沉积气压以及基片与等离子体的接触情况有关。在保持甲烷浓度0.7%和微波功率600W不变的条件下,分别采用5.0kPa、6.0kPa 和7.5kPa三种沉积气压(基片温度分别为873K、973K和1093K)进行涂层试验。结果表明,金刚石薄膜的表面粗糙度随沉积气压和温度的升高而 增加,其原因主要与不同温度和气压下金刚石薄膜的表面结构有关。扫描电镜观测结果表明,随着沉积温度的升高,金刚石晶粒结晶完整,晶粒增大;而当沉积温度 较低时,由于存在非晶碳与金刚石的共沉积,导致金刚石薄膜在生长过程中含有较高的非金刚石成分,且金刚石晶粒较细小。

    2
    图3 沉积气压和温度对金刚石薄膜表面粗糙度的影响

    1
    图4 金刚石薄膜的开裂直径与载荷的关系

  3. 金刚石薄膜的附着力
    在YT15 硬质合金基体上直接沉积金刚石薄膜时,受基体与膜层热膨胀系数相差较大以及钴的溶碳作用的影响,金刚石薄膜质量不高,且与基体附着力较 差,当金刚石薄膜达到一定厚度后,在刀具基体冷却过程中金刚石薄膜极易自行碎裂并脱落。为此,在本试验中采用了Cu/Ti复合过渡层,并研究了复合过渡层 对金刚石薄膜附着力的影响。图4曲线反映了金刚石薄膜样品A、B的开裂直径与载荷之间的关系:在1000N的载荷下,样品B的裂纹呈规则圆形,当载荷增大 至1500N时,裂纹形状仍较规则;而样品A在1000N的载荷下出现周向不均匀开裂,表明金刚石薄膜与基体的结合存在不均匀性。样品A、B的膜层附着力 存在差异的主要原因是:在较低温度下制备的样品B的金刚石薄膜结构比在较高温度下制备的样品A更为致密;由Raman光谱中金刚石峰的移动可见,样品B的 内应力表现为压应力且大于样品A的薄膜内应力,而薄膜内存在一定压应力有利于提高金刚石薄膜的附着力。试验结果表明,采用Cu/Ti复合过渡层后,金刚石 薄膜与硬质合金基体间的结合力明显增强(样品B的效果更好),这是因为中间过渡层的引入抑制了硬质合金中钴的影响,尤其是降低了金刚石薄膜与基体界面层内 的石墨含量,使金刚石薄膜的附着力明显增强。对金刚石薄膜背面的Raman光谱分析表明:①Cu/Ti复合过渡层可有效抑制界面层石墨的生成;②由于Cu -Ti合金对金刚石具有良好浸润性,因此采用Cu/Ti复合过渡层可改善金刚石薄膜与硬质合金基体的粘附性能。

4 结论

采 用Cu/Ti复合过渡层技术在WC-TiC-Co硬质合金基体上沉积金 刚石薄膜时,过渡层对钴元素具有阻挡作用。在较高沉积温度下得到的金刚石薄膜具有较低的非金刚石碳含量,金刚石结晶完整,但表面粗糙度较大;适当降低沉积 温度会导致金刚石薄膜中非金刚石碳含量的增加,但有利于增强金刚石薄膜与基体的附着力,减小金刚石薄膜的表面粗糙度。


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刀具比较锋利、有锯齿状、不够整齐、不够光滑的刃口加工成特定的形状,有时是作为"刃口准备"排到工艺流程中的。这个加工过程一般称为"刃口强化"或"钝化"。

刃口强化前 刃口强化后

刀具或刀片往往在精磨之后、涂层之 前,增加一道刃口加工工序。这个工序的名称,目前国内、外叫法尚不统一,不外乎"刃口强化"、"刃口珩磨"、"刃口钝化或倒钝"、"ER处理"、"刃口准 备"几种。它们的含义在这里是一样的,但这几种叫法又都不十分确切。本文中根据具体情况采用"刃口强化"、"刃口钝化"两种。

目前,在刀具制造过程中,刃口强化工艺已落后于其它工艺。原因是它的重要性没有受到足够的认识。但是,随着对刀具精度、稳定性要求的提高,它的重要性更加突出。近几年人们对强化工艺进行了许多研究开发工作,这种相对落后的状态将会得到改变。

1 影响因素、强化方法和目的

影响硬质合金刀具性能变化的因素有很多,如硬质合金牌号、加工质量、使用条件(如机床条件、毛坯条件)等。还有一个很重要的因素常常被忽视,即刃口的微观几何形状。刃口强化有许多不同的途径:振动强化、用金刚石油石手工加工、介质强化、研磨浆强化、用含有磨料橡胶轮强化、干或湿的喷砂法强化、翻滚强化和毛刷强化等。

强化的主要目的是在刀具和工件之间形成这样一种接触面,通过这种特有的接触面,在承受切屑流动、切削速度、进给压力和其它加工变化时,它是最坚固、最结实的。刃口钝化的尺寸和形状,由加工工序对刀具产生的压力大小来决定。

对于给定的应用条件,钝化得太大,切削时刀具所受压力也随之变大,在加工中产生的热量就会增多,致使刀具寿命变短。反之,如果钝化得太小,刀具切削刃会变得脆弱,经受不了切削压力。
一般正常的刃口强化带是均匀一致的,它是一种微小的圆形刃口。在加工时,其尺寸和几何形状要非常精确。目的是使切削刃的强度和性能达到最佳。

正确的刃口强化有以下优点:

延长刀具寿命。硬质合金刀具的刀刃必须能经受巨大的压力。可以通过控制这个压力和可预知的缓慢磨损的方法,确定刀具寿命和磨损速度。另外,刀具寿命很大程度上取决于工件材料。在某些应用场合,正确地强化刀刃能改善刀具寿命200%或更多。
虽然对强化的好处人们已认识了很多年,但强化过程还未被完全控制,刀具性能仍然受到强化结果的影响。即使像近几年出现的超精密刀具,用户使用中也经常会遇到因刀刃形状不当所带来的问题。

2 强化的刃口型式与尺寸

2.1 型式

刃口强化的几何形状对刀具寿命有很大影响,目前,80%以上的刀具强化都用圆弧型强化,所以应优先采用圆弧型强化。这个圆弧位于刀刃转角处。这种强化形成一个对称的圆弧,它在刀具顶面和刀具侧面是相等的。

圆弧型强化 瀑布型强化

另一种叫瀑布型强化。它的圆弧相对于刀具顶面是歪斜的。刃口的顶面和侧面的比率一般为2:1。瀑布型强化的优点是:强化过程直接在刀刃下,去掉了更多的刀具材料,进一步加强了刀刃。

瀑布型强化主要应用于粗加工,如间断切削或从工件上除去铸、锻表皮材料。大多数重型加工应用的刀具都带有瀑布型强化的刃口,这时它优于圆弧型强化的刃口。但是,对多数常规场合,还是采用圆弧型强化。因为用瀑布型刀刃会增加刀具压力和缩短刀具寿命。

2.2 尺寸

强化后刀刃的外形是在自然状态下用显微镜进行观察的。大多数强化的刃口(约70%)是在0.0762mm~0.0254mm之间或更小(人的头发直径大约为0.0762mm)。根据应用场合不同,其它的强化尺寸,范围从小于0.127mm~0.2032mm。小的刃口强化尺寸可以是一根头发直径的1/6。

制造公差是包括在这些尺寸范围之内的。例如,指定强化的尺寸为0.0254~0.0762mm,则要求刀具所有强化的切削刃尺寸都应在此范围内。此外,由 于刃口强化是一个剥离过程,而且所有的刀具材料都比较耐磨,所以控制材料剥离速度及保持强化刃口一致性就有一定的难度。

由于要求比较严格,强化过程又难于有效的控制,制造厂漏过超出强化尺寸范围的刀具就很难避免。造成的后果,就是所生产的刀具在使用寿命方面会有很大不同。如果强化尺寸超出了0.0254mm(一根头发的1/3),这把刀也许就根本不能使用。

对所采用的刃型和强化的参数不一样时,刀具寿命也就各不相同。要使强化参数均匀一致并处于最佳状态,会使强化加工变得非常困难。选择出合理的强化刃型和参数,并且能达到较高的一致性,就能大幅度提高刀具的切削性能。

从刀具强化的尺寸可以估计它的性能。对刀具进行较大的强化(钝化)能使刀刃强度高,在大切深或间断切削时,能经受较大的压力。较小的强化用于工件精加工和 较轻的进给压力下,以防止热量累积。 通常,有较小的强化更好些。由于在切削刃上留了较多的工件材料,有效的延长了刀具寿命。

应用刃口强化改善刀具寿命及增强刀具稳定性,能给用户带来巨大的经济效益。更为重要的是,这种强化工艺促进了刀具领域的发展。由于有了切削刃的超精密控制,就能使刀具制造厂所提供的产品能达到前所未有的水平。
3 刃口强化与涂层

工件的表面质量是由刀尖圆弧半径大小、切深和进给量所决定的。一致性的、圆滑的刀刃减少了刀具剥落(涂层刀具和基体材料的小块在加工中断离)的倾向。一旦 产生剥落就使原本光滑的刀刃急剧恶化,刀具寿命缩短。另一方面,可能迅速恶化工件表面质量的是积屑瘤。刀具产生积屑瘤有几种原因,但刃口强化也是原因之 一。如果刃口强化的尺寸不当、不够圆滑,小的工件颗粒就会附着在刀刃上。要是这种堆积继续下去,越来越多的材料将粘在刀具上,最后操作者不得不停止工作, 因为工件表面质量受到影响或尺寸已经发生变化。如果在加工过程中积屑瘤断离,它很可能是刀刃涂层(或基体)的一部分,所以应立即进行清理。

大多数通过化学气相沉积(CVD)过程涂层的刀具,都有圆形的强化刃口。强化是为涂层作准备,尤其是对较厚的CVD涂层,钝化使涂层材料有足够的结合表面。

典型的CVD涂层厚度是在6~8μm之间,按其涂层成分和刀具应用条件不同而变化。CVD涂层,往往较多地沉积在尖角的切削刃处。因此,切削刃处的涂层厚 度比刀具其它地方的厚度要厚50%(约9~12μm)。由这样一层涂层材料形成的切削刃,其下面没有刀具基体支撑,所以非常脆弱,经受不了正常的切削压 力。

还有另外一种涂层,就是物理气相沉积(PVD)涂层,它是由很薄的一层涂层材料组成,其总厚度为1~5μm。因其薄,比起用CVD涂层,可能涂到棱角上的材料要少些。所以,PVD涂层刀具经常是不经强化。

可是,似乎还有一些PVD涂层刀具用户,要求刃口有小的钝化(0.0127mm或更小)。即使钝化那麽小,也能明显地加强刀具刃口。

4 刃口强化的最新发展

刀刃准备工艺,没有像刀具的其它工艺(如材料基体、几何参数和涂层)发展的那样快。虽然每一个制造厂对于不同形式的刀具都有确定的强化方法,但是往往强化后,刀刃上各点几何形状相差较多。刃口强化时,公差放得较宽的结果会使质量变差。

由于刃口强化是一个显微的剥离过程,整个过程控制需要有严格的公差。可是以前的刃口强化方法没有一个能达到这种要求。

如果一个刀刃需强化0.0127mm,用早期文章里提到的、采用过的某一种方法进行强化,然后对强化的刀刃进行检测,可能会发现:刃口上有强化值为0.0127mm的点,但是刀刃上其余的点,在高于或低于该值100%或更多的范围内变化。

为了正确地、一致地在全部刀刃上强化为0.0127mm,过程参数必须控制到这样的程度:即刀具材料的剥离在达到预定尺寸时就自动停止,那是以毛刷强化方式来达到的。这种毛刷用含有研磨材料尼龙丝制成,而且所含的研磨剂要选得恰当,并且要控制它在毛刷表面的暴露程度、毛刷接触时间和刷的速度。

4.1 新的毛刷强化设备

现在有一种新的强化设备--锥型机器(The Conicity machine)。

这种新开发的IXM-50锥型强化机是由美国Conicity Technologies LLC公司制造的。由于参数经CNC程序控制,当达到预定的钝化尺寸时,IXM-50强化机就能停止钝化。这台机床的特点是:设备尺寸小(比其它类似设备 小1/4)。能实现快换(快换毛刷、被加工刀具换型只需2分钟,由操作者输入几个简单的命令即可)。它能有意地在同一把刀具的不同表面,钝化为不同的尺 寸。这是其他强化加工所做不到的。对于切槽刀和螺纹梳刀,倾向于用这种强化尺寸可变的钝化设备。供货周期6~8周。价格低于10万美元。

IXM-50型强化机外观

4.2 最好是不同刃口赋予不同的钝化尺寸--这才是最好的

IXM-50可加工不同的刀具和材料

对于一直向前进给的切槽刀,不同刃口赋予不同的钝化尺寸,将能提高这种刀具的切削性能。而以往所用设备钝化出的刀具,其前端刀刃和相邻的刀刃钝化的尺寸是一致的。这台IXM-50钝化机可以使同样切槽刀的副切削刃的钝化尺寸比前端主切削刃的钝化尺寸要小些。

另外,这种可控制钝化尺寸的设备能使梳刀成为粗、精加工复合成一体的刀具。一般现在的梳刀相对于工件都是从右向左进给。因此,在切削时,刀具左刃要比右刃 切掉更多的材料。而精加工时右刃的主要作用是要保证螺纹形状和控制尺寸。因此,刀具强化的尺寸这样比较有利:主切削刃一侧强化比较大,决定表面质量和尺寸 的副切削刃一侧比较小。而这种比较有利的强化型式,在IXM-50强化机上可以完成。而且,加工时不需加冷却液

这种强化机能在螺纹刀具上加工出均匀过渡的强化带。从刀刃的一端到另一端逐渐地减小强化尺寸。它用于一种齿形倾斜分布的螺纹梳刀时,强化出的这种刀具就成为粗加工齿、精加工齿复合在一起的刀具。

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关于提高AlTiN涂层中铝的含量及其效果的争议一直持续不断。但有一点可以肯定:那就是提高AlTiN涂层的铝含量后,有利于改善刀具的性能。当然,用户应区分真实效果和夸大宣传的差别,并且应该懂得,最佳的涂层随使用条件而异,就象刀具的几何角度和基体一样。}

工业界的专家认为,AlTiN涂层适用于在高速和干式切削(或近似干式切削)的条件下,加工不锈钢、钛、高温超级合金的淬硬材料。

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图1 Balzers公司的AlTiN纳米结构涂层--Balinit Futura Nano,在高速、大进给干式切削中,用于钻头、铣刀和铰刀,优点十分显著


Ion Bond公司(一家物理和化学气相沉积设备的供应商)的高级开发工程师Haron Gekonde说:“AlTiN涂层在刀具/工件接触区温度高达800℃至900℃时,仍能保持其硬度。”这是AlTiN涂层的主要优点。因为前面提到的 被加工材料都会在切屑剪切区产生大量的热。当然,在AlTiN涂层中的铝含量多少最合适,还是有争议。

不断克服前进中的障碍

尽管刀具涂层的开发取得了巨大的成功,但是广大的刀具涂层技术人员没有以此为满足。难加工合金不断进入工业领域,刀具涂层市场的竞争仍然十分激烈。 Carboloy公司的车削工具部主任Don Graham说:“大家都在跳跃式的前进,彼此你追我赶超过对手。最佳的涂层在市场上只能维持4~6个月的领先地位,很快就会有更好的涂层问世。”
改进AlTiN涂层的方法之一就是提高铝含量。(美国)表面工程涂层协会前主席、现任Teefer市场服务公司总裁Fred Teefer说:“提高铝含量可使涂层在高温下保持较高的强度,并且能提高抗氧化能力。”

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图2 当刀具/工件接触区的温度超过749℃时,铝原子会穿过涂层晶格到达刀具表面。在该处铝和氧发生反应,形成一套氧化铝薄膜。这层氧化皮保护了涂层,防止其进一步氧化。

最流行的说法是,当刀具/工件接触区温度超过约749℃时,铝会“抓取”空气中的氧,使涂层的外表面转化成氧化铝,形成一层氧化皮。Carboloy公司 的车削工具部主任Don Graham解释说:“每个人都相信这种说法是正确的,但迄今未得到客观证实。”这种氧化铝薄膜层能阻止进一步地氧化,并能在刀具/工件接触区产生高温时 起保护刀具的作用。
然而,提高铝含量说起来容易,做起来却很难。在PVD中,常用直流法将AlTiN涂覆到刀具上,但这种方法在涂层中的铝含量超过65%时,会产生电绝缘障碍而无法有效地进行。
Isoflux 涂层设备制造公司总裁Dave Glocker解释说:“在涂层出现电绝缘时,单纯的100伏左右的直流偏压将不起作用,因为直流电压无法从绝缘材料上导出。所以必须改变工艺方法,以便 能在绝缘体上加上偏压,也就是要在基体上加上交流或脉冲直流偏压,或者使用射频工艺。”与此同时他还指出,生产铝含量超过65%的AlTiN涂层时,还有 一个额外的问题。例如在一个含铝70%的铝氮靶上溅射时,靶的表面也会形成电绝缘。所以,你可能既要对付一个绝缘的涂层,又要对付靶上的绝缘层。为了克服 这些问题,涂层设备应具备沉积电绝缘材料的能力。Glocker说:“做到这一点是可能的,我们能做,其它公司也能做。但涂层设备不是目前在工业中使用的 传统型设备。”

关于冷却液的一些考虑

生产高铝含量AlTiN涂层的 设备可能变得日益普遍使用。因为很多零部件制造商利用干式切削或近似干式切削来达到环保要求,以减少生产费用。更加耐热的AlTiN涂层,使切屑离开工件 时带走更多的热量。这样,为了降低刀具/工件接触区的温度而使用冷却液的要求会变得很小,甚至可以不用,这对加工镍基合金特别有利,因为此时切削刃处的温 度可能高达816℃。美国Teefer市场服务公司总裁Teefer指出,虽然冷却液、过滤设备和处置费用占车间费用的15%,但减少冷却液消耗的主要动 力是为了遵守环境法规。他指出,冷却液用得越少,零件需要清理的也越少。Isoflux涂层设备制造公司总裁Dave Glocker同意这种看法,并补充说:“同时也节省费用。”

超级氮化物涂层

目前已经有一系列的刀具使用含铝超过65%的AlTiN涂层,例如,Carboloy公司的涂层铝含量为67%,Ion Bcnd公司的涂层铝含量为70%,Ceme Con公司则在2002年7月宣布开发了一种用于生产超级氮化物涂层的工艺,含铝量达到80%。
据Ceme Con公司的技术经理Rainer Cremer介绍,超级氮化物是一种极细颗粒、致密结构的立方晶格金属氮化物基的硬质涂层。
上述涂层是由Ceme Con公司开发的高度离子化脉冲工艺(H.I.P)生产的,这种工艺基于复式阴极、双极性、磁控溅射原理。脉冲产生的极高密度等离子体直接导向刀具,对正在生成的薄膜进行高度离子轰击,从而改善了涂层质量。
Cremer指出,H.I.P工艺既可在直流偏压下工作,也可在脉冲偏压下工作,这取决于涂层的导电性。H.I.P工艺可以沉积非导电体涂层,因为双极性法可使刀具和阴极进行有效的周期放电。
Cremer还指出,AlTiN涂层的硬度随含铝量的增加而提高,但是含铝80%氮化铝的切削性能是否最佳,有待进一步研究。

关于硬度问题

对于铝含量超过50%涂层,尽管有时仍按原来叫法称为TiAlN,但有些公司已把提高铝含量的涂层称为AlTiN,以区别于原来的TiAlN。例如 Melin工具公司自2002年6月起就停止使用原来的标准TiAlN涂层,并推荐用AlTiN涂层来替代。TiAlN涂层的硬度为2600HV,而 AlTiN涂层的硬度可达4500HV。

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图3 多涂层超级氮化物AlTiN涂层的显微组织

但是,对AlTiN硬度 方面的见解并不统一,因为铝含量并不是影响硬度的唯一因素。Balzers公司的研究开发部经理Wolfgang Kalss就不相信随着铝含量上升,涂层硬度相应提高这种观点。他说:“把铝含量提高到超过65%是可能的。但是提高铝含量后,也会形成较软的AlN相, 使硬度降低。”他还补充谈到,Balzers曾收集分析各种数据,发现在铝、钛比达到1:1时,涂层硬度最高。
虽然对AlTiN涂层在切削过程中的硬度值存在争议,但是对于涂层表面在切削过程中氧化形成Al2O3覆盖层的说明却没有分歧。冶金工艺公司的销售经理Kris Lang说:“因为切削过程中形成了氧化物覆盖层,使脆性的涂层在抗热性提高的同时也提高了硬度。”
他补充说明,AlTiN涂层刀具的理想工作速度为183~244m/min,主轴转速为20000~40000r/min或更高,并且切削深度较浅。在这 种条件下工作,生产效率较高,主轴所受压力较小,表面较光洁,切屑较细有利于带走较多的切削热。这对切屑下侧的涂层耐久性要求也不象低速切削那么高。这种 工作条件对于切削可加工性标准值低达7~8%镍基合金来说是很需要的。
AlTiN涂层中还可加入碳,这样在切削镍基合金时可增加刀具韧性。Lang补充说,正在进行的一项试验是在涂层中加入硅,作为粘结剂强化涂层的显微结构,以改善其性能。

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图4 CC800/9.I.P炉子有一个高压脉冲刻蚀阶段,对工件进行涂前清理。这个功能对于形状复杂的刀具(铰刀、复合立铣刀)等特别有利

Lang 指出,随着越来越多的厂家购买加工中心,AlTiN涂层刀具的使用也增加了。他的公司已有40%的涂层采用AlTiN,其中的40%两年前已开始使用。尽 管如此,还应了解某种AlTiN涂层和另一种AlTiN涂层性能各不相同。而且,在不同的使用条件下,AlTiN涂层并不总是最经济的或最佳的选择。
Lang 说:“铝基涂层的种类很多,要找出一种标准的常用涂层,并且要求它对各种具体的使用条件都达到最佳性能却十分困难。实际上,涂层的成分应随具体使用条件而 变。本公司有能力按用户需要设计涂层。包括涂层的显微结构、主要成分、涂层的总体布置(如单层、多层或梯度涂层等)及涂层厚度。”他最后指出,要把涂层看 成是刀具的一个组成部分,就象刀具的基体和几何角度那样,是可以通过调整来获得最佳性能。

研究工作在继续

对使用者来说,不管涂层的成分如何,但要求性能和效率不断提高。Balzers公司的Kalss说:“为提高涂层的抗氧化能力,我们正在探索多种可能性。 提高铝含量是方法之一,还有改进涂层的成分和涂层的结构等。”这些方法还包括在高速干式切削时,在涂层中加入金属和非金属元素,以提高涂层性能。
在AlTiN涂层沉积的刀具数量日益增加的同时,一项旨在开发含100%氧化铝的PVD工艺正在研究之中,Kalss说:“有PVD沉积氧化铝是一个热门话量,所有的刀片制造商都在寻求这个答案。”
然而,究竟何时才能用PVD法涂覆Al2O3仍然无法确定(CVD涂覆Al2O3很普遍,但其效果不及低温沉积的PVD方法好)。
与此同时,各公司用钛合金和镍基合金来制造零件日益增多,特别是航空航天、核工业和医药工业。所以将会继续寻求在基体、几何参数和涂层多方面综合优化的刀具来满足其特定的需求。
Isoflux公司的Glocker说:“这些AlTiN涂层都是新近才开发的,说明涂层的优化改进工作仍在不断的进行之中。”

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

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弊社は各領域に供給できる内容は:

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(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンド・ミル設計

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(7)医療用品エンド・ミル設計

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弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンド・ミル設計

(2)ミクロ・エンド・ミル~大型エンド・ミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

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弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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The Molecular Beam Epitaxy System in the William R. Wiley Environmental Molecular Sciences Laboratory is used to grow and characterize thin crystalline films of oxides and ceramics to understand in detail the chemistry that occurs on oxides and ceramic surfaces.

The Molecular Beam Epitaxy System in the William R. Wiley Environmental Molecular Sciences Laboratory is used to grow and characterize thin crystalline films of oxides and ceramics to understand in detail the chemistry that occurs on oxides and ceramic surfaces.

Molecular beam epitaxy (MBE), is one of several methods of depositing single crystals. It was invented in the late 1960s at Bell Telephone Laboratories by J. R. Arthur and Alfred Y. Cho.

[edit] Method

Molecular beam epitaxy takes place in high vacuum or ultra high vacuum (10−8 Pa). The most important aspect of MBE is the slow deposition rate (1 to 300 nm per minute), which allows the films to grow epitaxially. However, the slow deposition rates require proportionally better vacuum in order to achieve the same impurity levels as other deposition techniques.

In solid-source MBE, ultra-pure elements such as gallium and arsenic are heated in separate quasi-knudsen effusion cells until they begin to slowly sublimate. The gaseous elements then condense on the wafer, where they may react with each other. In the example of gallium and arsenic, single-crystal gallium arsenide is formed. The term "beam" simply means that evaporated atoms do not interact with each other or any other vacuum chamber gases until they reach the wafer, due to the long mean free paths of the beams.

During operation, RHEED (Reflection High Energy Electron Diffraction) is often used for monitoring the growth of the crystal layers. A computer controls shutters in front of each furnace, allowing precise control of the thickness of each layer, down to a single layer of atoms. Intricate structures of layers of different materials may be fabricated this way. Such control has allowed the development of structures where the electrons can be confined in space, giving quantum wells or even quantum dots. Such layers are now a critical part of many modern semiconductor devices, including semiconductor lasers and light-emitting diodes.

In systems where the substrate needs to be cooled, the ultra-high vacuum environment within the growth chamber is maintained by a system of cryopumps, and cryopanels, chilled using liquid nitrogen or cold nitrogen gas to a temperature close to 77 kelvins (−196 degrees Celsius). However, cryogenic temperatures act as a sink for impurities in the vacuum, and so vacuum levels need to be several orders of magnitude better to deposit films under these conditions. In other systems, the wafers on which the crystals are grown may be mounted on a rotating platter which can be heated to several hundred degrees Celsius during operation.

Molecular beam epitaxy is also used for the deposition of some types of organic semiconductors. In this case, molecules, rather than atoms, are evaporated and deposited onto the wafer. Other variations include gas-source MBE, which resembles chemical vapor deposition.

[edit] ATG instability

ATG (Asaro-Tiller-Grinfeld) instability, formerly known as Grinfeld instability, is an elastic instability often encountered during molecular beam epitaxy. If there is a mismatch between the lattice sizes of the growing film and the supporting crystal, elastic energy will be accumulated in the growing film. At some critical height, the free energy of the film can be lowered if the film breaks into isolated islands, where the tension can be relaxed latterally. The critical height depends on Young moduli, mismatch size, and surface tensions.

Some applications for this instability have been searched, such as the self assembly of quantum dots. This community uses the name of Stranski-Krastanov for ATG.

[edit] References

  1. Structural properties of self-organized semiconductor nanostructures

J. Stangl, V. Holý & G. Bauer, Rev. Mod. Phys.76, 725 (2004) (59 pages).

  1. Spontaneous ordering of nanostructures on crystal surfaces, Vitaliy A. Shchukin and Dieter Bimberg,

Rev. Mod. Phys. 71, 001125 (1999) (47 pages)

  1. Jaeger, Richard C. (2002). "Film Deposition", Introduction to Microelectronic Fabrication. Upper Saddle River: Prentice Hall. ISBN 0-201-44494-7.


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Molekularstrahlepitaxie (engl. molecular beam epitaxy, MBE) ist ein PVD-Verfahren, um dünne kristalline Schichten herzustellen.

Der Begriff Molekularstrahlepitaxie wird vor allem in der Halbleitertechnik verwendet; das Verfahren wird angewandt um einkristalline Strukturen aus Halbleiterverbindungen wie GaAs, InP, GaInNAs, GaSb auf einem Substrat zu erzeugen.

Grundlagen [Bearbeiten]

Epitaxie bedeutet, dass die Kristallstruktur der aufwachsenden Schicht sich der des Substrates anpasst, solange die physikalischen Eigenschaften (insbesondere die Gitterparameter) der beiden Substanzen nicht zu stark voneinander abweichen. Man spricht von Homoepitaxie, wenn Substrat und Schicht aus der gleichen Verbindung bestehen, ansonsten von Heteroepitaxie. Bei der Heteroepitaxie kommt es wegen der im Allgemeinen unterschiedlichen Gitterparameter bis zu einer kritischen Schichtdicke zu Verspannungen in der aufgewachsenen Schicht. Wird die kritische Schichtdicke überschritten, entspannt sich die aufgewachsene Schicht durch die Bildung von Versetzungen (Defekte).

MBE setzt Ultrahochvakuum voraus, um Verunreinigungen durch Restgasatome zu vermeiden. Während des Wachstumsprozesses steigt der Druck aber bedingt durch die Effusion in den Hochvakuumbereich. Die Stoffe, aus denen die Schicht bestehen soll, werden in Evaporationstiegeln (Effusionszellen) erhitzt und gelangen als gerichteter Molekularstrahl (ohne Stöße mit dem Hintergrundgas) zum Substrat. Dieses wird ebenfalls geheizt und erlaubt so ein geordnetes Anwachsen der Schicht.

Durch Steuerung der Tiegeltemperaturen und kontrolliertem Öffnen und Blockieren des Molekularstrahls einzelner Quellen können komplizierte Mehrschichtstrukturen mit wechselnden Zusammensetzungen und Dotierungen hergestellt werden. Die Schichtdicken können wenige Atomlagen (also weniger als ein Nanometer) bis Mikrometer betragen.

Der MBE-Prozess kann durch geeignete in-situ Verfahren (RHEED, Ellipsometrie), welche den Wachstumsprozess nicht beeinflussen, kontrolliert und gesteuert werden.

Anwendungen [Bearbeiten]

Die Molekularstrahlepitaxie findet vor allem bei der Herstellung optoelektronischer Bauelemente Verwendung:

Durch die genaue Schichtdickenkontrolle lassen sich außerdem Strukturen mit sehr kleinen räumlichen Abmessungen verwirklichen. Diese haben neuartige Eigenschaften, die auf Quantenphänomenen basieren. Dabei werden häufig natürliche Rauhigkeiten oder Selbstorganisation innerhalb der Grenzschichten bei Heteroepitaxie ausgenutzt. Besonders die Verspannung epitaktisch gewachsener Heterostrukturen führt zu:

In der Grundlagenforschung wird MBE deshalb auch zum Wachstum von verspanntem Si/SiGe eingesetzt. Mit dieser Technologie sollte es in Zukunft möglich sein, sog. HEMTS in Si/SiGe-Technologie (MODFETS genannt) zu realisieren und Kosten durch die Verwendung von Materialien wie z.B. GaAs einzusparen.

Ein spezielles MBE-Verfahren ist die Allotaxie, mit deren Hilfe sich zum Beispiel vergrabene Cobaltdisilizid-Schichten in monokristallinem Silicium herstellen lassen.

Durch Verdampfen können auch wohlgeordnete Schichten organischer Moleküle auf atomar ebenen anorganischen Oberflächen hergestellt werden. Dieses Verfahren wird auch als OMBE (organic molecular beam epitaxy) bezeichnet.


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分子線エピタキシー法(ぶんしせんエピタキシーほう、 MBE; Molecular Beam Epitaxy )は現在、半導体の結晶成長に使われている手法の一つである。真空蒸着法に分類され、物理吸着を利用する。 高真空のために、原料供給機構より放たれた分子が他の気体分子にぶつかることなく直進し、ビーム状の分子線となるのが名称の由来である。

[編集] 原理と特徴

原理自体は単純で、高真空中において、原料を蒸発させるなどして基板表面に照射して堆積させ、薄膜の形で成長させる。

特長としては、

  1. 超高真空(10-8Pa(10-10Torr)程度)下で成長を行うため、MOCVD法に比べて成長速度を遅くできる。また製膜温度も低くできる場合がある
  2. 各セルのシャッターにより、成長方向、組成分布を厳密にコントロールできる
  3. RHEEDにより、成長しながらのその場観察が行える
  4. 数Å(10-1nm)オーダーの、単原子層レベルでの成長が可能であり、条件に気をつければ、1原子層ごとに異なる原子を面方位関係を保ったまま堆積させ(エピタキシャル成長)、単結晶人工格子を作成することができる。
  5. 複数の原料を独立に制御することで、原子比のよく制御された合金膜を作成することもできる。

などが挙げられる。

また短所としては、超高真空状態の維持が難しいなどの理由で、量産向きの蒸着法ではないことが挙げられる。

[編集] 歴史

MBEという名称は、1970年にベル研究所のArthurとChoがGaAsの結晶成長法として命名したのが始まりとされる。当時広く普及していたLPE(液相成長法)とは異なる特長を有する新たな結晶成長手法として発展し、超格子構造の作製や結晶の成長過程そのものの研究、ドーピングなどに応用されるようになった。製膜速度が遅いぶん量産には向かず、主に研究開発用途に用いられているが、AlGaAs系半導体レーザHEMT素子などの量産に用いられた実例も知られている。

[編集] 装置の構成

[編集] 概要

MBE装置は下記のような要素から構成される。用途や原料によって詳細は異なる。

  • 原料供給機構
  • 製膜用真空チャンバー
  • 試料交換用チャンバー
  • 超高真空排気機構(真空ポンプ類および残留ガス吸着機構(液体窒素シュラウドなど))
  • 真空計
  • 分子線量のモニタリング機構
  • 試料のモニタリング機構

[編集] 原料供給機構

[編集] 要件

MBE法が他の真空蒸着法と異なるのは、求められる種類の分子だけを、正確に、しかも長時間(数分~数週間)に亘って安定して供給できることである。このためMBE法に於ける原料の供給機構は、下記のような要件を満たすことが求められる。

  • 真空度を著しく損なわないこと。圧力が上がりすぎれば蒸発した分子の平均自由行程が短くなりすぎ、「分子線」ではなくなる。
  • 結晶成長を阻害するような不純物の混入を極力抑えること。
  • 供給する分子線を時間的・空間的に安定して制御できること。
  • 供給機構自体が破損しにくいこと。破損すると真空を破るメンテナンスが必要になり、チャンバの清浄度がその分損なわれる。

MBE法をMBE法たらしめるのは、このような原料供給機構を備えているかどうかで決まるとも言える。

[編集] 形式

上記の要件を満たすために、様々な原料供給機構が用いられている。

  • 抵抗加熱
最も基本的な方式である。タンタルなどの高温に耐えるヒーター線によって原料を入れたるつぼを加熱・蒸発させるものである。分子線量の調節は、るつぼの温度を制御することで行われる。るつぼは高温に耐えて原料を汚染しにくいものが選ばれ、原料や用途によって焼結窒化硼素(PBN)やアルミナ、カーボン、石英、各種金属の単体や合金、などが用いられる。
  • 電子衝撃加熱
真空容器内での原料の加熱は、金属原料が融解するほどの高温になるため、セル自体が溶けて蒸着してしまわない様に、よく絞った電子ビームを原料表面に当て、金属原料に電流が流れるジュール熱によって加熱する。セルは容器外側から冷却されているので、これにより電子ビームの当たる位置だけが融解し、液体状態の外側は同一の物質であるため、不純物の混入を防止できる。
  • ガスソース
単体では固体の原料を、有機化合物の形にするなどの方法で装置外部にて気体とし、流量で制御したものを送り込む方式もある。原料によっては分子線の制御性を大きく向上させる一方、化合物にすることで不要な元素が結晶に混入する危険性もある。このような方式はMOMBE(Metal-Organic Molecular Beam Epitaxy; 有機金属分子線エピタキシー)やガスソースMBE(Gas-source Molecular-)、CBE(Chemical-)等と呼ばれるが、厳密な分類ははっきりしない(言う人によって違ったりする)。
  • クラッキング
熱やプラズマによって原料分子をある程度分解したり、エネルギーを持たせてから照射するものである。上記のいずれかの方式と組み合わせることが多い。

[編集] 分子線量のモニタリング法

分子線の量は供給源の制御だけでなく、実際の分子線量をモニタリングし、フィードバック制御をかける場合もある。このようなモニタリングには、下記のような手法が用いられる。

  • 膜厚計
結晶膜厚計を用いて測定する。これは、容器内の原料のビームが当たる位置に設置された結晶に膜が付着することで結晶の共振振動数が変わるのを利用した方式である。これにより10-2nmオーダの膜厚を測定することができる。
  • 光学的測定
製膜中の薄膜に光を当て、膜厚干渉等によって膜厚を測定する方法である。方式や測定条件にもよるが、数nm~数百nm単位での測定が可能である。
  • ビームフラックスモニタ
イオンゲージなどを製膜位置近辺に配置し、分子線量を「圧力」として測定する方式である。イオン化収率を考慮する必要がある。
蒸発した原子や分子の吸収スペクトルに合わせた光を分子線に照射し、通過した光の強度変化から分子線量を測定する方法である。

[編集] 超高真空の維持機構

MBE装置の製膜チャンバー内は、所定の清浄度を得るために場合によっては1×10-10Torr以下にまで減圧する場合も珍しくない。このような超高真空を実現するために、下記のような手法が用いられる。

[編集] 真空ポンプ

チャンバー内部の気体を外部に排出するための超高真空ポンプとしては、下記のようなものが用いられる。

特殊な合成油をポンプ内部で超音速で噴射し、周囲の気体分子を巻き込んで移動させるものである。構造が簡単で機械的可動部が無く、大きな排気速度が得られる。反面、油の逆流によってチャンバーを汚染するおそれがあり、液体窒素トラップなどと併用されることが多い。
多くの羽を有する回転翼と固定翼を積層し、回転翼を高速で駆動することで、飛び交う残留ガス分子の移動確率を片方向に偏らせるものである。振動に弱い欠点がある。また、一般に水素等の軽い分子に対しては排気速度は著しく低下する。ポンプの背圧と圧縮比によってポンプ自体の到達真空度が決まる。
残留ガス分子を吸着剤や低温バッフルを用いて吸着するものである。溜め込んだ分子は加熱するなどで定期的に排出させる。
チタンなどの化学的に活性な金属を蒸発させ、内壁に蒸着する。そこに飛び込んできた分子は金属と反応して安定になるために真空度がよくなる。不活性ガスは排気ができないものの、活性ガスに対しては非常に大きな排気速度を持つ。また、完全にオイルフリーなポンプである。

ゲッタリングポンプを除き、これら超高真空ポンプは通常、さらに油回転ポンプやドライポンプなどの低真空ポンプと組み合わせて用いられる。

[編集] 液体窒素シュラウド

真空容器内で原料を蒸発させると、当然ながら真空度が悪化するため、通常真空容器の側壁面にシュラウドを設けてそこに液体窒素を満たす。これにより容器内部にある気体分子は側壁と衝突した際に壁面に吸着され、高い真空度を維持することができる。なお、蒸着終了後に液体窒素をシュラウドから抜くと容器内の真空度が一時的ではあるが急激に悪化するため注意が必要である。

[編集] ベーキング機構

メンテナンスなどで真空を破った場合、チャンバー内壁に大気中の気体や水分などが吸着する。このため、ポンプである程度の真空にした後、さらにチャンバー全体を加熱することでこれらの吸着分子を追い出す作業が行われる。これをベーキングと呼び、このためにヒーター線を外部に巻き付けたり、内部に加熱用のランプヒーターを配したりする場合が多い。

[編集] 参考資料

[編集] 関連項目


歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航 太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀 具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗!!

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンド・ミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンド・ミル設計

(4)航空エンド・ミル設計

(5)超高硬度エンド・ミル

(6)ダイヤモンド・エンド・ミル

(7)医療用品エンド・ミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンド・ミル設計

(2)ミクロ・エンド・ミル~大型エンド・ミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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Ytbehandling innebär att antingen genom målning eller genom kemisk behandling, exempelvis elektrokemi eller eloxering förse ett föremål med ett skyddande ytskikt. Även varmförzinkning och andra former av doppbehandling i flytande metallbad räknas som ytbehandling.



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Een oppervlaktebehandeling of coating is een handeling waarbij een deklaag op een ondergrond wordt aangebracht. Het doel van een oppervlaktebehandeling is het verfraaien van het uiterlijk, het beschermen van het oppervak tegen (schadelijke) externe invloeden (corrosie) of het verbeteren van de hechting bij het verf- of lijmproces. Ook kunnen oppervlaktebehandelingen worden toegepast om materiaaleigenschappen te veranderen of om functies te realiseren (schakelingen). Bij metalen kan de oppervlaktebehandeling door een chemische behandeling worden gerealiseerd. Omdat hierbij materiaal wordt omgezet, wordt dit ook wel het opbouwen van een conversielaag genoemd.

Toegepaste oppervlaktebehandelingsprocessen zijn;

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q R

S

T

U

V

W

X Y Z


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Un traitement de surface est une opération mécanique, chimique, électrochimique ou physique qui a pour conséquence de modifier l'aspect ou la fonction de la surface des matériaux afin de l'adapter à des conditions d'utilisation données. Les traitements de surface jouent un rôle éminent dans le domaine de la tribologie (voir traitements anti-usure).

Traitements mécaniques [modifier]

Revêtements métalliques [modifier]

Dépôt par voie humide [modifier]

Dépôt par voie sèche [modifier]

  • Projection thermique
  • Phase vapeur
  • Faisceaux énergétiques
  • Rechargement métallique
  • Application de feuilles métalliques: Dorure, argenture,cuivrage à la feuille.

Dépôt par voie thermique [modifier]

Traitements de conversion [modifier]

Traitements thermochimiques de diffusion [modifier]

Traitements par transformation structurale [modifier]

Traitements organiques et organo-mineraux [modifier]

Divers [modifier]

Contexte industriel [modifier]

Les opérations de traitements de surfaces sont effectuées de nos jours par un multitude de petites entreprises sous-traitantes pour le compte de grands groupes industriels dans les domaines de l'automobile, des « produits blancs », de l'aérospatiale…

Ce contexte induit des conditions de travail généralement pénibles et des salaires très modestes. L'exposition aux vapeurs de différents acides utilisés (acides sulfurique, chlorhydrique, cyanhydrique, fluorhydrique…) présente de graves dangers pour la santé, et les mesures de sécurité en œuvre dans les petites entreprises du secteur sont généralement insuffisantes (cf. Inspection du travail).

Les donneurs d'ordres se défaussent ainsi, entre autres, des responsabilités qui seraient les leurs en cas d'accident du travail ou de pollution accidentelle.

Il existe un syndicat professionnel du traitements de surface (D.Thery, délégué général du SATS [1]).

Les ateliers de traitements de surface sont en accord avec la legislation du travail au meme titre que toutes les entreprises industrielles. Ils utilisent des procédés qui sont presents dans les ateliers des grands donneurs d'ordre. Le syndicat du traitements de surface a signé avec la CRAM des accords d'amelioration constante qui depassent la legislation du travail. L'accidentologie, selon les sources officielles ministérielles, dans les ateliers de traitements de surface n'est pas liée à l'utilisation des produits chimiques mais principalement à la manipulation des pièces.

Voir aussi [modifier]


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Surface finishing is used to describe a number of industrial processes that can be applied to improve the surface of a manufactured item. The major reason to apply these processes is to improve appearance, improve adhesion or ink wettability, corrosion protection, wear resistance and friction control also are areas where performance can be enhanced by these treatments. In limited cases some of these techniques can be used to restore original dimensions to salvage or repair an item.

Generally, surface finishing consists of one of the following:

  • Removing material, or reshaping the item
  • Adding material to the item's surface, or chemically altering it

[edit] Adding and altering

[edit] Removing and reshaping

[edit] See also


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BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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Unter Oberflächentechnik versteht man die Summe aller Technologien zum Verändern der Eigenschaften von Oberflächen.

Definition [Bearbeiten]

Die Grundidee der Oberflächentechnik ist das Prinzip der Funktionstrennung zwischen dem Volumen eines Bauteiles oder eines Werkzeuges und seiner Oberfläche. Das Volumen erfüllt eine Primärfunktion (zumeist eine bestimmte Form wie z.B. bei Zahnrädern) und weist weitere Eigenschaften auf wie Gewicht, Festigkeit, Bearbeitbarkeit, aber auch z.B. einen geringen Preis. Die Oberfläche kann dann mit Hilfe der Verfahren der Oberflächentechnik auf ein bestimmtes Anforderungsprofil hin optimiert werden und so weitere Funktionen erfüllen. Das kann sein:

  • mechanischer Schutz (Verschleiß, Reibung)
  • Barrierefunktion (Korrosionsbeständigkeit, Permeation, Eindiffusion, Wärmeisolation)
  • Grenzflächenwechselwirkung (Biokompatibilität, Benetzbarkeit, Lackierbarkeit)
  • elektrische Funktion (Leitfähigkeit, elektrische Isolation)
  • optische Funktion (Reflexion, Absorption, Dekoration)

Da heutzutage ein Werkstoff allein kaum noch alle an ihn gestellten Anforderungen erfüllen kann, stellt die getrennte Optimierung der Oberfläche einen großen Fortschritt dar.

Verfahrenstechnisch treten die Verfahren der Oberflächentechnik neben die klassischen Fertigungsverfahren Urformen, Umformen, Trennen und Fügen mit zwei weiteren Verfahrensklassen:

Beispiele [Bearbeiten]

Ein Bohrer aus Keramik würde sehr lange halten, wäre aber spröde und nur mit viel Aufwand herstellbar. Daher erzeugt man die primäre Form aus Stahl, den man noch gut bearbeiten kann und fügt den nötigen Verschleißschutz durch eine Beschichtung hinzu.

Stähle, die für die Karosserien von Autos verwendet werden, haben ein sehr gutes Crash-Verhalten und sind zudem kostengünstig, jedoch nicht korrosionsbeständig. Edelstahl ist zwar korrosionsbeständig, aber teurer und weniger fest. Daher greift man auf die erste Lösung zurück und versieht die Stahlbleche mit einem Korrosionsschutz, z.B. durch Verzinken und Lackieren.

Geschichte [Bearbeiten]

Gebäude in heißen Gegenden werden bereits seit Jahrtausenden weiß gekalkt, um das auftreffende Sonnenlicht besser zu reflektieren und das Innere kühl zu halten. Auch das Verbringen frisch geschmiedeter Schwerter in Dunghaufen, wo sich die Randschicht des Stahls mit Stickstoff anreichert und dadurch härter wird, ist eine bereits seit langer Zeit praktizierte Technik die zeigt, dass die Oberflächentechnik sehr alte Wurzeln hat.


歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航 太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀 具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗!!

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンド・ミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンド・ミル設計

(4)航空エンド・ミル設計

(5)超高硬度エンド・ミル

(6)ダイヤモンド・エンド・ミル

(7)医療用品エンド・ミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンド・ミル設計

(2)ミクロ・エンド・ミル~大型エンド・ミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

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表面処理(ひょうめんしょり、surface treatment、surface finishing)は、めっき塗装など、素材表面の性質を高めるために行われる機械工作法の一種。硬さ・耐摩耗性や潤滑性・耐性や耐酸化性・耐性や断熱性・絶縁性・密着性・装飾性や美観などを向上させるのがおもな目的となる。

[編集] おもな表面処理

  • 化成処理(chemical conversion coating)
    化成処理とは、金属などを溶液に浸漬し皮膜を作ること。特に化成処理によるものは化成着色といい、電解による着色とは区別することもある。
    • 陽極酸化(anodization)
    • クロメート処理
      代表的な化成処理、電解によるものもあり、めっき上のものは薄金色で装飾用として使われる。
    • りん酸塩処理・パーカーライジング(phoshate treatment)
    • 黒染め(四三酸化鉄皮膜)
    • 古美処理

[編集] 関連項目


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Nanašanje tankih plasti je postopek v kovinarstvu, s katerim na material nanašamo material druge vrste, za kar se uporabljajo različni postopki (CVD, PVD, DLC, ...)

Tanke plasti nanašamo predvsem na materiale, ki jim želimo izboljšati njihove primarne lastnosti za naše potrebe. Najpogosteje jih potrebujemo za zaščito površin. Danes uveljavljeni postopki, ki se uporabljajo za zaščito orodij v orodjarstvu, so kemični CVD) in postopki naparevanja v vakuumu PVD. Debelina plinsko naparjenih prevlek je le nekaj mikrometrov.

Primer trde prevleke je titannitridna prevleka TiN prevleka, ki je zlatorumene barve. Obstajajo pa še TiAlN, CrN,...


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Plasma (paars) laat “nano” buisjes, in een laboratoriumopstelling, groeien.

Plasma (paars) laat “nano” buisjes, in een laboratoriumopstelling, groeien.

Chemical Vapor Deposition (CVD) (letterlijk vertaald “chemische dampdepositie”) is een chemisch opdampproces waarbij een dunne laag materiaal op een substraat (ondergrond) wordt aangebracht.

[bewerk] Onderverdeling

Het opdampproces kan weer onderverdeeld worden in;

  • APCVD Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition. Opdampproces onder atmosferische druk.
  • ACVD of ALCVD Atomic Layer Chemical Vapor Deposition. Opdampproces waarbij lagen gecontroleerd laag voor laag kunnen worden aangebracht.
  • HFCVP Hot Filament Chemical Vapour Deposition. Opdampproces onder hoge temperatuur.
  • LPCVD Low Pressure Chemical Vapor Deposition. Opdampproces onder gereduceerde atmosferische druk.
  • MOCVD Metal Organic Chemical Vapor Deposition. Opdampproces waarbij het opgedampte materiaal gebaseerd is op metaal-organische verbindingen.
  • MPCVD Microwave Plasma-assisted Chemical Vapor Deposition.
  • PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition. Opdampproces geschikt voor een lagere temperatuur.
  • RTCVD Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition. Versneld opdampproces waarbij alleen het substraat wordt opgewarmd.
  • RPECVD Remote Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition. Opdampproces gelijk aan het PECVD proces waarbij het substraat niet in direct contact met de plasma-reactiekamer staat. Hierdoor kan het proces bij (de relatief lagere) kamertemperatuur plaatsvinden.
  • UHVCVD Ultra High Vacuum CVD Chemical Vapor Deposition. Opdampproces onder zeer lage druk.

[bewerk] Geschiedenis

De term "Chemical Vapor Deposition" werd voor het eerst gebruikt door John M. Blocher. Al in 1852 vermeldde de Duitse chemicus Robert Wilhelm Bunsen het proces.

[bewerk] Proces

Op het al dan niet verwarmde substraat (oppervlak) wordt als gevolg van een chemische reactie, waarbij een materiaal overgaat van de vaste naar de damptoestand, een dunne laag opgedampt.

[bewerk] Toepassingen

  • chip productie
  • Metaliseren van kunststoffen
  • Coaten van metalen ( boren en beitels)
  • Coaten van papier
  • kunstmatige diamantschijven voor technische toepassing


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Le dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD pour l'anglais chemical vapor deposition) est une méthode de dépôt de films minces, à partir de précurseurs gazeux.

Principe [modifier]

On utilise une enceinte sous atmosphère controlée, dans laquelle on injecte des précurseurs gazeux, comme le SiCl4 avec H2 par exemple s'il s'agit de déposer du silicium. Le substrat est chauffé et la réaction chimique de dépôt a lieu en surface après adsorption des réactifs gazeux. Les températures du substrat peuvent être très importantes (de l'ordre de 1000 à 1500°C).

Problémes liés au dépôt [modifier]

Dans certains cas, les fortes températures de dépôt engendrent des contraintes résiduelles importantes pendant la phase de refroidissement. Ces contraintes dépendent fortement des caracteristiques mécaniques du substrat et de la couche à déposer, et peuvent avoir un impact sur la qualité du film et ses performances en service.

Autres méthodes [modifier]

Cette technique a subi plusieurs améliorations :

Certaines de ces méthodes permettent de diminuer les températures de dépositions, d'accelerer les vitesses de dépôt ou d'améliorer l'homogénéïté du film déposé


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