Revêtement PVD peuvent être produites en utilisant différents types de méthodes de dépôt physique en phase vapeur. Ces méthodes peuvent avoir le même principe de fonctionnement de base, mais chaque type varie principalement dans la façon dont le dépôt physique en phase vapeur est effectué. Matériau de revêtement PVD est évaporée.
Si vous souhaitez en savoir plus sur chaque type, vous pouvez cliquer sur l'une des sections ci-dessous pour obtenir rapidement des informations.
L'étape d'évaporation détermine la précision, les résultats, le prix du revêtement PVDet bien d'autres aspects des méthodes.
Chaque type de méthode PVD peut avoir des mécanismes de fonctionnement similaires, mais leurs procédures sont différentes. Nous allons présenter chaque méthode respectivement. Si vous souhaitez connaître la procédure générale des méthodes PVD, vous pouvez consulter mon blog précédent : Processus de revêtement PVD - 4 étapes faciles.
1. Dépôt par pulvérisation cathodique
La machine dépose un revêtement en couche mince sur le substrat par le processus de dépôt par pulvérisation cathodique. Dans ce processus, les ions à haute énergie pulvérisés volent vers le substrat de manière balistique et se déposent couche par couche pour former le revêtement.
Pour
- Pas de pollution atmosphérique
- Pas de pièces chauffées
- Disponible pour les substances de revêtement à point de fusion élevé
- Le substrat peut être revêtu aussi bien du haut vers le bas que du bas vers le haut.
- Les substances de revêtement ciblées peuvent être utilisées à plusieurs reprises.
Cons
- La procédure est compliquée
- La chambre est également recouverte au cours du processus
- Peut produire des impuretés à la surface du substrat
- Plus coûteux
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur |
|---|
| En bombardant des atomes de gaz accélérés dans une substance d'enrobage |
| Limites |
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| Des atomes de gaz peuvent également se déposer sur le substrat en même temps que la substance de revêtement. |
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur | Limites | |
|---|---|---|
| Pulvérisation PVD | En bombardant des atomes de gaz accélérés dans une substance d'enrobage | Des atomes de gaz peuvent également se déposer sur le substrat en même temps que la substance de revêtement. |
2. PVD par faisceau d'électrons
Dans ce processus, un faisceau d'électrons à grande vitesse convertit la substance du revêtement en une phase gazeuse. Ces vapeurs de gaz sont ensuite déposées sur la surface du substrat.
La procédure se déroule en ligne de mire, ce qui signifie que si vous souhaitez revêtir la face supérieure d'un substrat, vous devez le retourner pour que la face supérieure soit confrontée aux vapeurs, et le même processus s'applique aux autres faces.
Le substrat est ainsi placé dans l'arbre rotatif. L'arbre peut également se déplacer pour ajuster la distance entre la substance de revêtement et le substrat.
Pour :
- Pas de pollution atmosphérique.
- Meilleure utilisation des matériaux
Cons :
- Peut produire un revêtement inutile dans la chambre
- Nécessite des conditions de vide très faible
- Certains matériaux ne conviennent pas
Utilisations
En raison d'une vitesse de dépôt plus élevée que les autres procédés, le dépôt en phase vapeur par faisceau d'électrons est surtout utilisé dans l'industrie suivante :
- Panneaux solaires
- Industrie des semi-conducteurs
- Revêtements denses et résistants sur les outils de coupe
- Industrie aérospatiale pour les revêtements résistants à l'usure et les barrières thermiques
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur |
|---|
| Par bombardement d'un faisceau d'électrons accélérés dans la substance du revêtement |
| Limites |
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| Seulement Revêtement à visibilité directe |
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur | Limites | |
|---|---|---|
| PVD par faisceau d'électrons | Par bombardement d'un faisceau d'électrons accélérés dans la substance du revêtement | Seulement Revêtement à visibilité directe |
3. Dépôt par évaporation thermique
Dans ce procédé, un filament est utilisé pour chauffer et évaporer la substance de revêtement dans la chambre à vide. Les vapeurs de gaz sont ensuite déposées sur la surface du substrat.
Pour
- Processus simple
- Taux de dépôt plus élevé que les autres
- Pas de pollution atmosphérique en général
- Plus abordable que d'autres procédés
Cons
- Ne peut être utilisé que pour les matériaux à bas point de fusion
- Besoin d'un système de refroidissement à l'eau pour le substrat
- Seul le dépôt en visibilité directe est disponible
Utilisations
En raison de sa simplicité, le dépôt en phase vapeur par évaporation thermique est utilisé dans les applications suivantes :
- Jouets
- Cellules solaires
- Cosmétiques
- Talons de chaussures
- Ordinateurs
- Téléphones portables
- Optique applications
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur |
|---|
| En chauffant la substance de revêtement sur le filament chauffé |
| Limites |
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| Seulement Revêtement à visibilité directe |
| Les structures complexes ne peuvent pas être enduites |
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur | Limites | |
|---|---|---|
| Évaporation thermique PVD | En chauffant la substance de revêtement sur le filament chauffé | Seulement Revêtement à visibilité directe |
| Les structures complexes ne peuvent pas être enduites |
4. Évaporation par arc cathodique /Arc-PVD
Ce procédé est également très connu. Dans ce procédé, l'arc électrique évapore la substance de revêtement cible. Les vapeurs se déposent ensuite sur la surface du substrat.
Pour :
- Respect de l'environnement
- Épaisseur uniforme sur la surface du substrat
- Des revêtements très denses et durs sont possibles
- Faible coût
- Le degré d'ionisation des espèces évaporées peut approcher 30% - 100%, ce qui n'est pas facilement possible avec d'autres procédés.
Cons :
Nécessité d'un système de refroidissement par eau
Utilisations
La méthode d'évaporation par arc cathodique a les applications suivantes ;
- Pièces dures Revêtements denses
- Revêtement protecteur sur les lampes
- Revêtements de montres résistants à l'usure
- Revêtement très dur sur les outils de coupe
- Un revêtement résistant à l'usure sur les bijoux
- Cette méthode permet d'obtenir des revêtements de carbone semblables à des diamants
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur |
|---|
| En introduisant un courant de haute intensité et de basse tension sur la substance du revêtement |
| Limites |
|---|
| Les substances de revêtement à bas point de fusion ne sont pas sûres à utiliser |
| Les vapeurs peuvent être émises sous forme d'amas d'atomes, ce qui peut entraîner des défauts fonctionnels dans les films. |
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur | Limites | |
|---|---|---|
| Évaporation par arc cathodique | En introduisant un courant de haute intensité et de basse tension sur la substance du revêtement | Les substances de revêtement à bas point de fusion ne sont pas sûres à utiliser |
| Les vapeurs peuvent être émises sous forme d'amas d'atomes, ce qui peut entraîner des défauts fonctionnels dans les films. |
5. Dépôt par laser pulsé
Il s'agit d'un procédé très récent, qui en est encore à sa phase de développement. Dans ce procédé, la substance du revêtement est d'abord évaporée par un faisceau laser, puis les vapeurs émises se déposent sur la surface du substrat pour former le revêtement.
Pour :
- Contrôle de l'épaisseur en temps réel
- Pas de limitation dans l'utilisation d'une substance de revêtement
- Peut être utilisé avec des gaz inertes et réactifs.
- Convient aux substrats à faible point de fusion tels que les plastiques
Cons :
- L'équipement utilisé est coûteux
- Pas encore de machine commerciale efficace
Utilisations
- Bijoux
- Cellules solaires
- Semi-conducteurs
- Applications médicales
- Outils de coupe, perceuses, etc.
- Utilisé pour revêtir le verre bioactif sur les métaux des implants
- Et il peut être utilisé pour presque toutes les applications
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur |
|---|
| En bombardant la substance du revêtement avec un faisceau laser à haute énergie |
| Limites |
|---|
| Ce processus est en phase de développement |
Bref aperçu,
| Substance d'enrobage dans le processus de conversion en vapeur | Limites | |
|---|---|---|
| Dépôt par laser pulsé PVD | En bombardant la substance du revêtement avec un faisceau laser à haute énergie | Ce processus est en phase de développement |
6. Meilleure méthode de revêtement PVD pour les bijoux et les montres
Parmi les 5 procédés ci-dessus, ces 3 procédés ne peuvent pas être utilisés pour le revêtement PVD de bijoux et de montres :
- PVD par faisceau d'électrons
- Évaporation thermique PVD
- Dépôt par laser pulsé PVD
Les deux premières méthodes, PVD par faisceau d'électrons et Evaporation thermique PVDLes procédés de dépôt en phase vapeur (PVD) et de dépôt en phase vapeur (PVD) ne permettent qu'une vision directe, ce qui n'est pas applicable au revêtement de bijoux et de montres de forme complexe. En outre, le film déposé par ces deux procédés n'est pas aussi résistant que les autres procédés.
Le troisième processus, Dépôt par laser pulsé PVDCe procédé est très efficace, mais il s'agit d'un procédé très récent qui est encore en phase d'étude. C'est pourquoi ce procédé ne peut pas non plus être utilisé pour le revêtement de bijoux et de montres.
Les deux autres procédés peuvent être utilisés pour le revêtement PVD de bijoux et de montres :
- Évaporation par pulvérisation cathodique
- Évaporation cathodique-arc ou Arc-PVD
Évaporation cathodique-arc ou Arc-PVD peut être utilisé pour le revêtement PVD de bijoux et de montres, mais il présente certaines limites. Ce procédé ne convient pas aux substances de revêtement à faible point de fusion, car il peut atteindre 15 000° Celsius ( 15 273° Kelvin ) pour les substances de revêtement ( cible ).
Il n'est donc idéal que pour le revêtement des montres, des outils de coupe, du matériel, des lampes et bien d'autres choses encore. Mais ce procédé n'est pas utilisé pour le revêtement de bijoux.
Tandis que Évaporation par pulvérisation cathodique est idéal pour revêtir tout type de matériau, y compris les bijoux et les montres.
Si vous souhaitez obtenir davantage d'informations sur le revêtement PVD des bijoux et des montres, vous pouvez consulter deux autres blogs pour en savoir plus :
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