塗層產品在各個領域都有廣泛應用,是常用的固態薄(báo)膜,可(kě)以作為防護、絕緣以(yǐ)及裝修等用處,其製備方法(fǎ)主要是選用物理堆積技能或(huò)化學堆積技能將金屬或非金屬化合物塗鍍於基體材料上,構成鍍層。不過,塗層製造會產生內部應(yīng)力,影響塗層運用,導致失效(xiào)。因(yīn)此,要采取相應措施(shī)消除或削弱塗層結構(gòu)內(nèi)部的應力,避免應力引起的各種(zhǒng)失效。
一、挑選合適(shì)基體
要消除塗層中的熱(rè)應力,根本方法就是選用熱膨(péng)脹係數相同的塗層和基體材(cái)料。其次是讓成膜溫度與塗層的測量(liàng)溫度或運用溫度相(xiàng)同。此外,熱應力作為薄膜應力的一部分,受溫度的影響而易於操控,這樣通過熱應力的改動與本征應力互相作用(yòng),調整薄膜的微觀應力,或許起到改(gǎi)進應力的作用(yòng)。
二、做熱(rè)退(tuì)火處理(lǐ)
塗層中存在的各(gè)種缺(quē)陷是(shì)產生本征應力的主要原因。這些缺陷一般都對錯平衡缺陷,故有自行消失的傾向。但是,要產生消失,需求外界處以活化能。在對(duì)塗(tú)層(céng)進行熱處理時,外界處以熱能,非平衡缺陷許多消(xiāo)失,因此塗層內(nèi)應力明顯下(xià)降。
三、添加中心塗層
在塗(tú)鍍多層(céng)高(gāo)反、增透或其它介質膜的過程中,膜料應(yīng)力性質相同,這樣就會增大整個膜層的應力,導致塗層決裂或掉落。使用應變相消的原理,在膜層與膜層之(zhī)間再堆積一層薄膜,操控工藝使(shǐ)膜(mó)內出現與結構塗層相反的應力狀態,來緩解應力帶(dài)來的損壞作用。
別的,當基(jī)體和塗層的材料性質不同過大時,即(jí)界麵性質不一(yī)致(zhì),其互相作(zuò)用就大,這種作用力有使兩種材料結構類似的作用趨勢,因此塗層內產生很大的變形,構成內應力。這種狀(zhuàng)況可先對基體進行表麵處理,即添加(jiā)亞層,增(zēng)大表麵的(de)濕潤性,對塗層和基體的結(jié)構起到過渡作(zuò)用,保持結構的連(lián)續性,然後減小應力。
四、改動工藝參數
堆積(jī)過程中工藝參數的改動會直接影響(xiǎng)薄膜中(zhōng)的剩下應力水平,通過調整鍍膜時的基底(dǐ)溫度、作業氣壓、堆積速率等工藝參數可以操控(kòng)薄膜中應力的大小,甚至會改動應(yīng)力的(de)性質。
例如(rú),對於濺射(shè)鍍膜,跟著反應腔(qiāng)內濺(jiàn)射氣壓的增(zēng)大,高(gāo)能離子(粒子)的濃度增大,使得氣體分子安閑程減小,存在嚴峻互相碰撞的散射現象,然後減小了氣體分子的能量,原子噴丸效應削弱,增大了堆積粒子流的(de)傾斜分量,致使膜結構疏鬆,壓應(yīng)力越來越小,變為張(zhāng)應力,張應力先增大再減小。
五、改進堆積技能
在磁控濺(jiàn)射堆積塗層過程中,跟著射頻源功率(lǜ)的改動,堆(duī)積原子的動能也產生改動,界麵分散層結構和(hé)膜層(céng)結(jié)構的缺陷濃度也隨之改動。因此,塗層內的剩下應力就會產生改動(dòng)。
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