התקדמות בפלטינג רב שכבה למטרות פונקציונליות ודיקורטיביות

ריבוי שכבות התפתח מתהליך תעשייתי נישה לטכניקה ייצור יסודית שמשגנת את הפער בין עמידות פונקציונלית לבין אסתטיקה משטח. על ידי להפקיד שתי שכבות מתכת או קרמיקה נפרדות יותר על בסיס תת-קרקעי, מהנדסים יכולים להתאים תכונות משטח - עמידות קורוזיה, ללבוש סובלנות, מוליכות חשמל, או ערעור חזותי - בדרכים כי ציפוי יחיד לא יכול להשיג מלהבות טורבינות אוויריות כדי לצפות, בדיקות מדע עדכניות, ופרקטיקות, יש לחץ על חומרים מתקדמים יותר, חומרים מתקדמים יותר, אשר יהיו מעבר לסגנונות דקורטיביים, ופרקטיביים, ופרקטיביים של מערכות מקיפים אחרים, מקיפים, מקיפים, מקיפים את החומרים הציפוי ראייה, או מקיפים, או מקיפים את החומרים הבאים מקיפים, או מקיפים, או מקיפים, או מקיפים את החומרים מקיפים את החומרים הציפוי ראייה מקיפים את החומרים הבאים מקיפים, או מקיפים, או מקיפים, או מקיפים את החומרים הציפוי ראייה, או מקיפים את החומרים הציפוי ראייה, או מקיפים את החומרים הבאים מקיפים את החומרים הציפוי ראייה, או מקיפים את שיטות חדשניות, שיטות מקיפים את שיטות מקיפים את שיטות מקיפים את שיטות מקיפים את שיטות ויזואליים

הבנה של Multi-Layer Plating

רב-שכבות בשפע, הידוע גם כ-Dplex או משולשת pling, כרוך ביישום של חומרים שונים כדי ליצור ציפוי מורכב.כל שכבה ממלאת פונקציה ייחודית: שכבת בסיס עשויה לשפר את הדבקות ואת הרמה של פני השטח, שכבת ביניים מספקת רמות גדולות של קורוזיה או קשיחות מיקרוסקופית, ושכבה עליונה מספקת את המראה הסופי או ביצועים משולשים.

מערכות מודרניות מציגות שכבות דקות כמו כמה ננומטרים (באמצעות שכבת אטומית) או עבה כמו כמה מאות מיקרומטר (באמצעות בנייה בשפע) טווח תת-חרס פלדה ואלומיניום לפולימרים מתקדמים וקרמיקה.הבחירה של חומרים שכבתיים תלויה בסביבת השירות: רכיבים ימיים עשויים לדרוש מספר רב של שכבות קרביות או אבץ-ניקל, בעוד מחברים אלקטרוניים להסתמך על זהב / ערימה / מחסנים / מחסנים / מחסנים נמוכה כדי למנוע מחסנים מגע.

הדבקות בין שכבות היא קריטית. Interdiffusion בממשק - נשלט על ידי טמפרטורה, בשפע צפיפות הנוכחית, וכימיה רחצה - קובע אם הציפוי ישרוד אופניים תרמיים או עיוות מכני.התפתחויות האחרונות בטיפול טרום טיפול (למשל, שביתת ניקל של ווד על נירוסטה, אבץ על אלומיניום) ושכבות מפחתת מתח בינוני (למשל, sulfamate) יש אמינות משופרת מאוד.

התקדמות ב-Plating Techniques

העשור האחרון ראה זיכוך משמעותי הן שיטות הפחתת אלקטרו-פלינג והן ב- vapor-phase.התתתות הבאות מדגישות קפיצות טכנולוגיות מפתח אשר הרחיבו את יכולות של ריבוי שכבות.

חידושים אלקטרומגנטיים

אלקטרו-פלינג מסורתי מפקד שער אחד של תות מתכת על קטוודה. Pulse plating (המודולציה הנוכחית הפוכה) עכשיו מאפשר למדורים לשנות מבנה דגנים, להפחית את הנפיחות, להשיג סובלנות הדוקה יותר על פני גיאומטים מורכבים. Pulse הפוך, שבו התקופה הנוכחית הפוכה לפקדות דבקים פולניות או חלשות, הוא בעל ערך במיוחד עבור בנייה בשכבות עמוקות יותר, או ערימה, עם ערימה אחידה, עם ספוגה פחות ספוגה, עם ספוגה, עם ערימה.

כימאים מתקדמים של רחצה תרמו גם.לדוגמה, אמבטיות טריוויון כרום (הצבת hexavalent chum) לחסל את הסיכון לחשיפה קרוגנית תוך מתן התנגדות קורוזיה שווה או טובה יותר וגוון כחול לבן. Alloy plating אמבטיות - כגון ניקל-tungsten, ניקל-phosphorus, או עובי-ניקל - חד-שלב יחיד של שכבות דלקתיות עם תכונות מיקרוסקופיות (Cregon-coic) כגון microspecicialsten) או מפעילי microcanrcanspiracy-cogicialdice).

המונחים:PVD

טכניקות PVD - כולל מגנטיון sputtering, ahodic arc evaporation, ואלקטרוני-beam ion plating - אפשר את הפירוק של מתכות refractory (titanium, chromium, zirconium) ו קרמיקה מורכבת (טיניום nitride, כפחמן יהלום) דק, דבק מאוד סרטים אלקטרו-טראטים, בניגוד אשליות מגנטיות מגנטיות לא דורשות מגנטיות מגנטיות מגנטיות מגנטיות מגנטיות מגנטיות.

באדריכלות רב-שכבות, PVD מאפשר יצירת ציפוי סופרלטיצ'ה: שכבות חלופיות של חומרים שונים המציגות קשיחות מעל זה של או מוחלף לבד.לדוגמה, ערימה של TiN / אל-TiN על תרגיל מעט יכול לשרוד השפעה תרמית חוזרת כי קידוד נעצר בכל ממשק.

תזמון ללא אלקטרוליט

ציפוי אלקטרוליטי (autocatalytic deposition) נשאר השיטה המעשית היחידה עבור ציפוי תת-מוליכים באופן אחיד ללא זרם מוחלי.הסגסוגת ניקל-phosphorus שהוקמה על ידי ניקל אלקטרוless (EN) היא בעלת עמידות קשה וקורוזיון קשיחה מטבעית, והוא יכול להיות משופר עוד על ידי co-depositing PTFE (Tlon) חלקיקים נמוכים או חלקיקים עבור חלקיקים עבור חומצה מודרנית ללבוש אמבטיות (C) לעומת 90-C מוקדם יותר מאשר טמפרטורה נמוכה יותר מאשר טמפרטורה נמוכה יותר מאשר טמפרטורה נמוכה יותר.

עבור מערכות מרובות-layer, ניקל אלקטרו-less משמש באופן אדמירל כמו מתחת לשכבות, מתן עובי עקבי על חוטים, חורים עיוורים, ושכבות פנימיות. לאחר ניקל אלקטרו-less, שכבה עליונה של זהב אלקטרו-מסווג או כסף ניתן ליישם עבור מוליכות ומכרויות.פיתוח עדכני של אמבטיות נחושת אלקטרו-less ואלקטרו-less Palladium אפשרהערימות לכל-אלקטרוניות עבור מעגלים מודפסים ואלקטרוניקה גמישה, לחיסול נקודות מגע לאלקטרו-מחשבה.

שכבת אטומית (ALD)

בעוד ALD קשורה באופן מסורתי עם ייצור Semiconductor, הוא צובר מתחים בציפויים מכניים אופטיים ואופטיים high-end. ALD להפקיד בהתאמה, סרטים ללא הפסקה של תחמוצות (אל2O3, TiO2, ZrO2) שכבת אטום אחת בזמן על ידי משקעים עצמיים עמידים על פני השטח.

יתרונות פונקציונליים של Multi-Layer Plating

הביצועים המוגברת של ציפויים מרוב שכבות נובעים מאפקטים סינרגיסטים שאף חומר יחיד לא יכול לספק. להלן הקטגוריות התפקודיות העיקריות שבהן אדריכלות שכבתית מספקת לספק יתרונות עצומים.

התנגדות קורוזיה

הגנה קורוזית נותרה הנהג המשותף היחיד עבור רב שכבתי. a אבץ מבוסס מתחת לשכבה (zinc, אבץ-ניקל, או אבץ-ברזל) משמש כ arcificial עבור תת-שכבות פלדה, מסלקת מעדיפים למנוע חלודה.על זה, שכבה פסיבית של ניקל-כרום או משולש כרום מספק מחסום ללחות כמו מיקרו- 50 שעות חשיפה).

מחקר עדכני מתמקד בהנדסה בין-שכבות כדי למנוע קורוזיה גלילבנית בממשק בין מתכות שונות.הצגת שכבת שביתה דקת (למשל, ניקל של ווד) או גרף את הרכב שכבת הבסיס (למשל, מעבר הדרגתי מאבץ לסגסוגת ניקל עשיר) מצמצם את ההבדלים הפוטנציאליים.

ללבוש התנגדות וביצועים טריבולוגיים

קשה, שכבות גבוהות שופעות להגן על חלקים נעים נגד ללבוש abrasive ו adhesive. ניקל אלקטרוless עם חלקיקים co-deposited סיליקון יכול להשיג קשיחות עד 800 HV לאחר טיפול חום, בעוד העליון של כרום nitride או פחמן דמוי יהלום (DLC) שהופקד על ידי PVD יכול לעלות על 2,000 HV. inston, שלוש שכבות של מערכת אלקטרורדית (D) לעומת ניקל / ניקל / ניקל / ניקל בינוני) מגובה על ידי ניקל / ניקל / ניקל / HD / HD / HD / HD) מגובה על ידי ניקל / HD / HD / HD / HD / HD / HD / HD / HDL) ממופקד על ידי ניקל / HD / HD / HD / HD / HD / HD / HD / HD / HD / HD / HD / HD) ממופקד על ידי ניקל בודד.

שכבות עצמיות-lubricating גם מושגות על ידי שילוב PTFE או גרפיט לתוך המעיל העליון.לדוגמה, דופלקס של ניקל אלקטרוless זרחן (10 μm) ואחריו אלקטרודהפוטנטיד ניקל-graphite (5 μm) מספק סיכה יבש עבור רכיבי aerospace.לבוש הם נמדדים באמצעות ASTM G99-D-con-concdisc-ex, בדיקות מ"מ-R3 / N3 / nb.

חשמל ותפקודי

מחברים, לוחות מעגלים, ושקעי חום דורשים מוליכות גבוהה בשכבה פני השטח בעוד המצע מספק כוח מבני. copper אלקטרופלה או אלומיניום מציע מוליכות חשמלית מתקרב 100% IACS, אבל נחושת מחומצת בקלות. זהב דק או פלאש כסף (0.5-2 מיקרומטר) מונע חמצון ושומרת התנגדות מגע נמוכה.

רכיבי ניהול תרמיים נהנים מגישות מרובות-שכבות, כמו גם. Graphite-copper ציפויים מורכבים, החלים באמצעות אלקטרודה אלקטרודה של נחושת ו- גרפן oxide, להציג מוליכות תרמית העולה על 600 W / mK. אלה משמשים כמו התפשטות חום מודולים LED ואלקטרוניקה כוח.העיצוב זהיר של עובי וממשק חיוני כדי למנוע התנגדות תרמית.

יתרונות פונקציונליים אחרים

רב-שכבות גם מספק:

• (ב) ,0) הגנה אלקטרונית על מגנה 1FLT (הכסף על נחושת על גבי מתכת מפלסטיק למכשירים ניידים, עם דלה ניקל לדבקות.
• (ב) ,0) מחסומים של ההיגוי (Hydrogen permeation) 1 (Alternating שכבות של ניקל ופליום על רכיבי צינורות פלדה כדי למנוע את התגלמות מימן.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

יישומים דקורטיביים של Multi-Layer Plating

מעבר להנדסה, ריבוי שכבות מגדיר את הזהות החזותית של אינספור מוצרי צריכה.המשחק של צבע, זוהר ומרקם ניתן לתמרן על ידי יצירת שכבה ורצף.

תכשיטים וצופים

מתכת בולטת בשפע מתחיל בדרך כלל עם שכבת בסיס של ניקל או שיתוק כדי למנוע דיפוזיה ולשפר את הדבקות. מעל זה, 10-20 מיקרונים של זהב (14k, 18k, או 24k) לספק את הצבע הרצוי והתנגדות טמישנית. עבור rhodium plating (פופולרי על תכשיטים זהב לבן), שכבת ניקל משמשת לעתים קרובות כדי למנוע tishtishtate שחור מן תת-קרקעית, כדי למנוע גלימה כהה.

רכב וחלל אוויר

Chrome pling נשאר תקן הזהב עבור trim בהיר, אבל תקנות סביבתיות הפיצו אימוץ של סגסוגת trivalent chromium ו- PVD חלופות. טיפול גרילה טיפוסי של רכב להשתמש בשביתה נחושת חומצית לרמה, ואחריו ניקל בהיר (15 עד 25 מיקרומטר), ולבסוף מיקרו- ⁇ hexavalent או trivalent chromium. עבור ירידה במשקל, יצרנים רבים ליישם את אותה ערימה על מתכת פלסטיק ולא באמצעות שכבת ניקל ראשונית.

התאמה פנימית אווירית לעתים קרובות להשתמש ניקל אלקטרופלקס + PVD אלומיניום או כסף כדי להשיג סיום גבוה כי פוגש דרישות כוח FAA. שילוב מספק הן אחידות אסתטית תאימות עמידה במגבלות הגזרה מחמירות.

מוצרי אלקטרוניקה ומוצרים יוקרתיים

מסגרות סמארטפונים, מחשבים ניידים, ולהקות אוזניות ניתנו לעתים קרובות רב שכבתיים מכחול או מראיה סיום.ערימה נפוצה ביותר: בסיס נחושת (להגנתיות ושחיתות קורוזיה) + ניקל בהיר (לרמות וקורוזיון) + שכבת עלייה דקה של משיכה PVD טיטניום טיטר או כרום נגריד עבור "מרחב אפור" או "מראה תחמוצמי" למנוע מינרלים אחרונים של מחלות עוריות (אבקים) של משיכה גבוהה יותר של אבק אנטי-דלקתיים) של משיכה גבוהה יותר של משיכה אנטי-דלקתיים (Ricial) או ציפוי אנטי-חמצני) של משיכה גבוהה של משיכה גבוהה יותר של משיכה גבוהה של משיכה גבוהה יותר של משיכה).

אדריכלות: Architectural and Plumbing Hardware

פאציטים, מטפלים בדלת, ותיקון אור נחשפים למים, ניקוי כימיקלים, ומוחות. מערכות רב-שכבות עבור חלקים אלה כוללים בדרך כלל:

• נחושת בסיסית (15–20 μm) לדרגה ודוכסיות
• Bright or satin ניקל (10-15 מיקרומטר) עבור התנגדות קורוזיה
• שכבת כרום, ניקל מכחול, או קרמיקה PVD עבור התנגדות שריטה וצבע

New "warm פליז" ו "כסף מודרני" מסתיים על ידי כוונון שכבת השכבה העליונה (למשל, 20% אבץ נחושת עבור גוון פליז, או phenel עבור מראה לבן-זהב).

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות בשלותיה, התעשייה מתמודדת עם אתגרים בלתי פתורים שמניעים מחקר מתמשך ומעבדים חדשנות.

אחריות והתאמה בין-שכבות

מתח לקוי בין שכבות נשאר גורם עיקרי של כשל ציפוי.זה יכול לנבוע מצטברות מתח (רומם לעומת דחיסה), פרמטרים לא תואמים של מינוף, או זיהום בממשק. שיטות טיפול טרום מתקדם (plasma etching, ניקוי קולי, או הפעלה כימית בקו המתפתל) מאומץ יותר.

לחץ סביבתי ושיקום

תקנות כגון REACH ו- RoHS מגבילות או אוסרות על hexavalent chromium, אמבטיות מבוססות cyanide, ותוספים אורגניים מסוימים.זה מאיץ את המעבר ל- 3romium, אלקלקלין cyanide ללא אבץ, ו- ionic-liquid-liquid-liquid-liquid-liquid-liquid-surd-surd-surd-surdposition.water Treatment עלויות הם גם מניעות במערכות סגורות ו-il-decharge-decharge-deid-Did-disware-disware טכנולוגיות מתפתחות.

בקרת תהליכים וביטוח איכות

מדידת עובי לא הרסנית של מחסניות מרובות-שכבות מאתגרת כי לקרינת רנטגן (XRF) ו- Beta-backscatter דורשות תקני קליברציה לכל זוג.דידי הנוכחית והשיטות coulometric יש גם מגבלות כאשר חומרים שכבתיים הם דומים.תהליך בזמן אמת שליטה באמצעות spectroscopy ו- Machine הוא מתפתח כפתרון אוטומטי.

טכנולוגיות מתפתחות ומגמות

במבט קדימה, כמה מגמות מבטיחות להרחיב את היכולות של ריבוי שכבות:

• (FLT:0) Nanocomposite שכבות:FLT:1 Co-depositing ננו-חלקיקים (carbides, oxides, גרפן) לתוך מטבול קונבנציונלי עבור קשיחות מוגברת, סיכה, או תכונות אנטימיקרוביאליות.
• (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (FLT:0) תאומים של קווים שופעים: סימול 1 (סימול: סימול:0) סימולציה תוכנה שמודלים הפצה של שדה חשמלי, זרימה נוזלית, וגידול פיקדטיבי לצריף ולעיצוב ללא משפט וטרור.
• אינטגרציה ייצור:0 (Additive Manufacturingאינטגרציה:FLT:103) מערכות היברידיות שבו חלים מינוף סלקטיבית להוסיף עקבות התנהגות או לחזק אזורים ספציפיים של רכיבים מודפסים תלת-ממדיים.

התפתחויות אלה טשטשו עוד יותר את הקו בין ציפוי פונקציונלי ודקורטיבי, ומאפשרים למעצבים לציין משטח שהוא יפה וגם מהנדס עד אחרון.

לתקנים מפורטים יותר, מומלץ להתייעץ עם ה-FLT:0.ASTM InternationalBuildFLT:1 (ההנחיות לאלקטרודישוי) על ציפויים אלקטרו-מדומים.בנוסף, פרסומים בתעשייה מה-FLT:2 National Association for Surfaceing (NASF) 3LT:3 מספקים עדכונים קבועים על תהליכי חידושים והתפתחויות רגולטוריות.