塗(tú)層產品在(zài)各個領域都有廣(guǎng)泛應(yīng)用,是常用的固態薄(báo)膜,可以(yǐ)作為防護、絕緣以及裝修等用處,其(qí)製備方(fāng)法主要是選用物(wù)理堆積技能或化學堆積技能將金屬或非金屬化合物塗鍍於(yú)基體材料上(shàng),構成鍍層。不過,塗(tú)層(céng)製造會(huì)產生內部應力,影響(xiǎng)塗層運用,導致失效(xiào)。因此,要采取相應措施消除或削弱塗(tú)層結構內部的應力,避免應力(lì)引(yǐn)起的各(gè)種失效。
一、挑選(xuǎn)合適基體
要消除塗層中的熱應力,根本方法(fǎ)就是選用熱膨脹係數相同(tóng)的塗層和(hé)基體材料。其次是讓成膜溫度與塗層的測量溫度或運用溫度相同。此外,熱應力(lì)作為薄膜應力的一部分,受溫度的影響而易於操控,這樣通(tōng)過熱應力的改動與本征應力互相作用,調整薄膜(mó)的微觀應力,或許起到改進應力(lì)的作用。
二、做熱退火處理
塗層中存在(zài)的各種缺陷是產生(shēng)本征應力的主要原因(yīn)。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。在對塗層進行熱處(chù)理時,外界處以熱能,非平衡缺陷許多消失,因此塗層(céng)內應力明顯下降。
三、添加中心(xīn)塗(tú)層
在塗(tú)鍍多層高反、增透或其它介質膜的過程中,膜料(liào)應力性質相同,這樣就會增大整個膜層的應力,導致塗層(céng)決裂或掉(diào)落。使用應變相消的原理,在膜層與膜層之(zhī)間再堆(duī)積一層薄膜,操控工藝使膜內出現與結構塗層相反的應力狀態,來緩解(jiě)應力帶來的損壞作用。
別的,當基(jī)體和塗層的材料性質不同過(guò)大時,即界麵性質不一致,其互相作用(yòng)就大,這種(zhǒng)作用力有使兩種材料結構類似的作用趨勢,因此塗層內產(chǎn)生很大的變形,構成內(nèi)應力。這種狀況(kuàng)可先對(duì)基體進(jìn)行表麵處理(lǐ),即添加(jiā)亞層,增大表麵的濕潤性,對塗層和基體的結構起到過渡作用,保持結構(gòu)的連續性,然後減小應力。
四、改動工藝(yì)參(cān)數
堆積過(guò)程中工藝參數的改動會(huì)直接影響薄膜中的剩下應(yīng)力(lì)水平,通過調整鍍膜時的基底溫度、作業氣壓、堆積速率(lǜ)等工藝參(cān)數可以操控薄膜中應力的(de)大小,甚至會改動應力的性質。
例如,對於濺射鍍膜,跟著反應(yīng)腔(qiāng)內濺射氣壓的增大,高(gāo)能離子(粒子)的濃度增大,使得氣體分子安閑(xián)程減小,存在嚴峻互相碰撞的散射現象,然後減小(xiǎo)了氣體分子的能量,原子噴丸效應削弱,增大了堆(duī)積粒子流的傾斜分量,致使膜結構疏鬆,壓應力越來越小,變(biàn)為張應力(lì),張應力先增大再(zài)減小。
五、改進堆積技能
在(zài)磁控濺射堆積塗層過程中,跟著(zhe)射頻源功率的改動,堆積原子的動能也產(chǎn)生改動,界麵分散層結構和膜(mó)層結構的缺陷濃度也(yě)隨之改動。因此,塗層內的剩下應(yīng)力就會產生改動。
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