Duralar 利用质量流量控制创新物理气相沉积工艺

虽然阳极氧化和发蓝可以防止腐蚀,但它并不能增强表面强度,而且可能会被刮伤。镀铬是一种替代方案,但铬 6 有毒,并且仍然会磨损、凹坑和剥落。

真空沉积系统制造商Duralar希望使用物理气相沉积开发一种快速、类金刚石涂层工艺,该工艺比这两种方法都更坚硬、更耐用。它可用于防止金属部件的腐蚀、侵蚀和磨损。

具有定制质量流量控制器的物理气相沉积系统

 

Duralar 的物理气相沉积系统配有定制质量流量控制器

挑战一:实用创新需要多功能的流量控制

PVD物理气相沉积零件经过真空镀膜工艺,具有普通钢零件。

 

经过金刚石硬质PVD真空镀膜后,普通钢呈现黑色。

研发意味着测试,允许开发阻隔气体和反应气体的新配方。这需要使用不同的流量比和气体类型进行故障排除。Duralar 需要找到一种方法来保持准确、可重复的流量,以适应​​不断变化的流量比和气体,同时最大限度地减少重新校准或购买新控制器的需要。

他们从通用真空沉积系统开始,但六个内置热控制器都没有针对四甲基硅烷(TMS)(一种汽化液体)进行校准。如果不重新校准,控制器也无法准确地流动不同类型的气体。

解决方案:具有定制气体校准功能的防腐质量流量控制器

TMS 不在 Alicat 的标准气体列表中,但是,我们的工程师能够为 Duralar 提供定制解决方案。质量流量控制器是作为直接替代品而构建的,具有耐腐蚀性和定制 TMS 气体校准功能。

由于 Alicat 设备使用层流压差技术运行,因此与旧的热控制器相比,它们还为 Duralar 提供了一些额外的优势:

  • Alicat 设备预载了所有预载气体校准的完整性能曲线,可实现满量程 0.5% 至 100% 的高精度流量控制
  • 由于控制器中的闭环传感器可补偿体积变化,因此不会因温度或压力条件变化而出现误差

很快,Duralar 就开始生产涂层零件,方法是将腔室抽成真空,流入适量的气体,添加材料蒸汽,然后将其转化为与零件结合的等离子体。

挑战 2:开发沉积薄涂层的工艺

用于开发 PVD ​​工艺的质量流量控制器

 

用于原型设计的真空泵和三个质量流量控制器。

接下来,他们希望开发一种工艺,将这种薄涂层沉积在管道内,从而减少磨料磨损和腐蚀。这项技术很聪明:密封管的末端,有效地将管的内部转变为真空室。

挑战在于能够改变窄管内产生等离子体的放电位置以获得完整的涂层。为了找到解决方案,Duralar 再次投入原型设计和进一步实验。

解决方案:另外两个质量流量控制器

通过使用用于腐蚀性 TMS 的防腐流量控制器和两个附加的 Alicat质量流量控制器,他们能够在流动多达 130 种预载气体和20 种定制气体混合物之间切换。

他们还使用我们可下载的LabVIEW 驱动程序来构建真空处理步骤,以便他们可以从远程笔记本电脑控制 MFC 及其关闭电磁阀。

结果

在适当的时候,他们完善了物理气相沉积工艺,并开始按订单构建涂层系统。现在,您可以为您的金属零件或为其他人提供服务的系统订购类金刚石涂层,并且真空涂层比阳极氧化更耐用,同时比镀铬更快、更硬!

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