Termal Buharlaşma ile Vakumlu Kaplamaya Giriş 7 Ocak 2021
Termal buharlaşma nedir?
Farklı metallerin doygunluk buhar basıncı
Termal buharlaşma ile vakumla kaplamanın 2 yöntemi
Malzeme, yüksek eriyen malzeme kullanımını ve kap seçimini sınırlayan önemli ölçüde yüksek buhar basıncıyla sonuçlanacak bir sıcaklığa ısıtılmalıdır. Buharlaşma, tellerin elektrikle ısıtılmasıyla veya bunların önemli ölçüde daha yüksek erime noktasına sahip bir malzemeden yapılmış elektriksel olarak iletken krozelere dökülmesiyle elde edilebilir. Oksitler tekne şeklindeki buharlaştırıcılardan buharlaştırılabilir. Resim 2'de çeşitli termal buharlaştırıcılar gösterilmektedir.
Buharlaştırıcı örnekleri
Kaplama cihazında gerekli taban basıncı, katmanın gerekli kalitesine bağlı olarak 10 -07 -10 -05 mbar'dır. Buna şunlar dahildir
- Buharlaşan atomların ortalama serbest yolunun kaynaktan substrata olan mesafeden çok daha uzun olmasını sağlayın. Bu, atomların artık gaz molekülleri tarafından dağıtılmadan ulaşmasını sağlar.
- Temiz bir yüzey sağlayın, aksi takdirde buharlaşan atomlar iyi yapışmaz ve kararsız bir katman oluşturur.
Malzeme bir elektron ışını ile de eritilebilir. Malzemeler daha sonra daha yüksek sıcaklıklarda buharlaştırılabilir, bu da daha yüksek buharlaşma oranlarına ve oksit malzemelerin eritilmesine olanak tanır. Su soğutmalı krozeler, buharlaşan kroze malzemesinin filmleri kirletmemesini sağlar. Buharlaşma hızı, elektron ışını gücü değiştirilerek kontrol edilebilir. Elektron ışını, Resim 3'te görüldüğü gibi bir mıknatıs aracılığıyla 270 derece saptırılır. Işın sallanarak erimiş kütle homojen bir sıcaklıkta tutulabilir ve tam kapasiteyle kullanılabilir.
Yüksek voltaj beslemesi ve soğutma suyu geçişleri gerektiğinden, bu tür bir cihaza yapılan başlangıç yatırımının biraz daha yüksek olduğunu unutmayın.
Termal evaporasyon için vakum sistemleri
Genel olarak termal buharlaştırıcılar için vakum sistemleri, atmosferden 10 -06 mbar taban basıncına kadar bir saat veya daha az tahliye süresine ihtiyaç duyar.
Günümüzde çoğu ünite, çift kademeli döner paletli pompalar, kuru scroll pompalar veya çok kademeli Roots pompalar ile desteklenen 300-1000 l/s aralığındaki turbomoleküler pompaları kullanmaktadır. İdeal olarak bu turbomoleküler pompalar yatay olarak monte edilir. Bu, kalıntıları (kaplamalardan, filamentlerden, küçük vidalardan vb. kaynaklanan partikülleri) önler. pompanın içine düşmemesi için. Çoğu sistemde turbomoleküler pompaların önünde valfler kullanılmaz.
Buharlaştırıcının üzerinde manuel veya elektrikli/pnömatik olarak çalıştırılan bir panjur bulunur. Bu, buharlaşan malzeme sıcakken, ısınırken veya soğurken tüm haznenin sürekli olarak kaplanmasını önler. Bu sayede, zamanı sabitleyerek tekrarlanabilir katmanlar oluşturulabilir. Çoğu ünitede kaplama katmanının kalınlığını ölçmek (ve kontrol etmek) için bir ince film monitörü de kullanılır.
Termal buharlaşmanın yaygın uygulamaları
Optikler için ince film kaplama
Termal buharlaşma genellikle optikleri ve oftalmik camları kaplamak için kullanılır. Camların özelliklerini iyileştirmek için birden fazla katman buharlaştırılır. Bunlar arasında yansıma önleyici katmanlar, sert kaplamalar, kızılötesi veya ultraviyole ışığa karşı koruma, güneş koruması ve ayna kaplamaları yer alır. Vakum haznelerinin çapları 1500 mm'ye kadardır ve çaplarına bağlı olarak her biri yüzlerce lens tutabilir. Lensler, tek bir partide tüm ürünler üzerinde eşit ince filmler sağlamak için özel olarak tasarlanmış döner kalotta sabitlenmiştir. Bu nedenle vakum sistemi, 2000 /s sınıfında daha büyük bir turbomoleküler pompadan veya küçük bir roots blower ön vakum sistemiyle birleştirilmiş bir kriyo pompadan oluşur.
Tüketici ambalajları için ince film kaplama
Daha büyük kaplama makineleri genellikle ambalaj folyoları için ağ kaplaması oluşturur. Alüminyum gibi filmler, "rulodan ruloya" web kaplayıcılarda plastik folyolara uygulanır. Bu ince filmler hava ve neme karşı koruyucu bir bariyer oluşturarak tüketim mallarının tazeliğini ve raf ömrünü uzatır.
Bu üretim makinelerinde yüksek folyo üretim hızı (saniyede birkaç metre!) vakum sistemine gaz akışı çok büyüktür. Kaplanacak büyük folyo yüzeyleri büyük miktarda gaz gidermeye neden olur. Genellikle vakum sistemleri, su buharını yoğuşturmak için soğuk panellerle desteklenen havayı pompalamak için büyük yağ difüzyon pompalarından oluşur. Bu soğuk paneller, bazen "Polycold makineleri" olarak adlandırılan kriyojenik buzdolapları veya kriyosoğutucular tarafından soğutulur.
Özel kriyosoğutucular 110 K'lık sıcaklıklara kadar soğutmak için tasarlanmıştır. Bu, hazne içindeki su buharı için 200.000 l/sn'ye kadar pompalama hızı sağlar. Ön vakum, bir Roots blower sistemi tarafından üretilir.
Diğer bir uygulama da kostüm mücevherlerinin üretimidir. Optik efektler, termal buharlaşma yoluyla yapıştırılan özel kaplamalar ile oluşturulur.
Tahmin edebileceğiniz gibi, bu tür uygulamaların listesi devam edebilir. Bu blog yazısı serisi, bu ilgi çekici alan ve vakum sistemi uygulamasına başlamanızı sağlayacak bir giriştir. Bir sonraki blog yazımızda yolculuğumuza devam edeceğiz ve sputter teknolojisini ve bazı tipik uygulamalarını tanıtacağız.
İlgili yazılar
