イオンプレーティング

- Jun 14, 2018-


イオンプレーティングの原理

 

イオンプレーティングは、ガス放電を使用して、真空条件下でガスまたは気化材料をイオン化することを指す。 蒸発材料またはその反応物は、ガスイオンまたは気化した材料のイオン衝撃の作用下で加工物上に堆積する。 イオンプレーティングは、マグネトロンスパッタリングイオンプレーティング、反応性イオンプレーティング、ホローカソード放電イオンプレーティング(中空カソード蒸発)、マルチアークイオンプレーティング(カソードアークイオンプレーティング)などに分けられます。 イオンプレーティングは、グロー放電、プラズマ技術、真空蒸着技術を組み合わせており、コーティングの性能を大幅に向上させるだけでなく、コーティング技術の適用を大幅に拡大します。 真空スパッタの利点に加えて、それはまた、強いフィルム接着、良好な回折、メッキすることができる材料の広い範囲の利点を有する。 イオンプレーティングの基本原理は、不活性ガスのグロー放電またはアーク放電によって金属または合金の蒸気をイオン化することである。 イオンプレーティングは、コーティング材料(TiNおよびTiCなど)の加熱、蒸発および堆積プロセスを含む。 蒸着されたコーティング材料原子は、グロー領域を通過する際に少量のイオン化を受け、電場の作用によって加工物に飛び、数千電子ボルトのエネルギーで加工物の表面に衝突し、基板を約数ナノメートルの深さにする。 したがって、コーティングの結合力が大幅に改善され、非イオン化気化材料原子がワークピース上に直接堆積する。 ワークピースの表面上の不活性ガスイオンおよびコーティング材料イオンのスパッタリングは、汚染物を除去して結合力を改善することもできる。

 

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イオンプレーティングの利点

 

1.強い回折力

イオンプレーティングプロセスでは、蒸発材料の粒子は電場中の荷電イオンの形で電力線の方向に移動する。 そのため、電界が発生している箇所であれば、直接めっきを得るには通常の真空被覆よりも優れた良好なめっき層を得ることができる。 従って、この方法は、めっきされた部品の内孔、溝及び狭いスロット上のコーティングに非常に適している。 通常の真空コーティング法は、直接表面をコーティングすることしかできない。 蒸発粒子は、登りはしごのように上に移動することができます。 しかし、イオンプレーティングは、部品の背面と内部の穴を均一にコーティングすることができます。 荷電したイオンは、ヘリコプターに座っているような活動範囲内のどこかの所定のルートに沿って飛行することができます。

 

2.高品質のコーティング

イオンメッキされたコーティングは、緻密で、ピンホールがなく、気泡がなく、厚さが均一である。 ファセットと溝でさえ、冶金なしで均等にめっきすることができます。 スレッドなどの部品もメッキすることができます。 この方法は、ワーク表面上の微細な亀裂やピットなどの欠陥を修復することもでき、めっきされる部品の表面品質および物理的および機械的特性を効果的に改善することができる。 疲労試験では、適切に取り扱うと、ワークの疲労寿命がめっき前よりも20%〜30%高くなることが示されています。

 

3.イオンプレーティング洗浄工程を簡素化

既存のコーティングプロセスの大部分は、事前にワークピースを厳密にクリーニングする必要があり、これは複雑でコストがかかる。 しかし、イオンプレーティングプロセスそれ自体はイオンボンバードメントクリーニング効果を有し、この効果はコーティングプロセス全体を通して継続する。 洗浄効果が優れ、直接めっきを基板に近づけることができ、密着性を効果的に高め、多量のめっき前洗浄作業を簡略化することができる。

 

4.広範囲の材料をメッキすることができます。

イオンプレーティング法は、ワーク表面に衝突させるために高エネルギーのイオンを使用するので、大量の電気エネルギーがワーク表面上の熱エネルギーに変換され、それによって表面組織の増殖化学反応が促進される。 しかしながら、ワークピース全体、特にワークピースのコアは、高温の影響を受けません。 したがって、このコーティングプロセスは、より広範囲の用途を有し、制限が少ない。 一般的には、各種の金属、合金、特定の合成材料、絶縁材料、感熱材料、高融点材料などをメッキすることができます。 それは非金属または金属の金属ワークピース、または非金属ワークピースの金属または非金属、さらにはプラスチック、ゴム、石英、セラミックなどにもメッキすることができます。


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