Technická poznámka k tabulce technik nanášení povlaků:
Procesy uvedené ve sloupci 1 tabulky jsou definovány takto:
a. Chemické nanášení v parní fázi (CVD) je proces pro nanášení krycího povlaku nebo vytvoření povlaku modifikací povrchu, při kterém se na zahřátý substrát ukládá nějaký kov, slitina, "kompozit", dielektrikum nebo keramika. Plynné reaktanty se rozkládají nebo slučují v blízkosti substrátu, čímž dochází k nanesení žádaného materiálu ve formě prvku, slitiny nebo sloučeniny na substrát. Energii pro tento proces rozkladu nebo chemické reakce lze získat teplem substrátu, plazmou doutnavého výboje nebo "laserovým" ozářením.
Poznámka 1.:
Do CVD patří tyto procesy: nanášení směrovaným proudem plynu mimo obal, pulsační CVD, řízený nukleační tepelný rozklad (CNTD), procesy CVD prováděné plazmou nebo za podpory plazmy.
Poznámka 2.:
Obal znamená substrát ponořený do práškové směsi.
Poznámka 3.:
Plynné reaktanty využívané v procesu mimo obal se získávají za použití stejných základních reakcí a parametrů jako v procesu cementace v obalu, až na to, že potahovaný substrát není v kontaktu s práškovou směsí.
b. Fyzikální nanášení v parní fázi s tepelným odpařováním (TE-PVD) je procesem přípravy krycího povlaku prováděný ve vakuu při tlaku pod 0,1 Pa za použití zdroje tepelné energie k odpařování materiálu povlaku. Výsledkem tohoto procesu je kondenzace nebo ukládání odpařené látky na vhodně umístěných substrátech.
Přidávání plynu do vakuové komory během povlakovacího procesu za účelem syntézy sloučených vrstev je obvyklou variantou tohoto procesu.
Běžnou variantou této techniky je také použití svazku iontových nebo elektronových paprsků nebo plazmy za účelem vyvolání nebo podpory nanášení povlaku. Charakteristickým rysem těchto postupů může být použití monitorů k provoznímu měření optických charakteristik a tloušťky povlaků.
Specifické TE-PVD procesy jsou tyto:
1. PVD se svazkem elektronových paprsků používající elektronový paprsek k ohřevu a odpaření materiálu, který tvoří povlak;
2. PVD s odporovým ohřevem pomocí iontů používající elektrické odporové topné zdroje v kombinaci se zaměřenými iontovými paprsky k vytváření řízeného a jednotného toku odpařených povlakových materiálů;
3. "Laserové" odpařování používající "laserové" paprsky buď pulsované nebo ve spojité vlně k odpařování materiálu, který tvoří povlak;
4. Nanášení v katodickém oblouku používající spotřebovatelnou katodu z materiálu, který vytváří povlak a má obloukový výboj vytvořený na povrchu mžikovým sepnutím uzemněného spouštěče. Řízeným pohybem hoření oblouku se eroduje povrch katody, čímž vzniká vysoce ionizovaná plazma. Anodou může být buď kužel uchycený přes izolátor na obvodu katody nebo komora. Pro nanášení mimo osu přímé viditelnosti se používá předpětí substrátu.
Poznámka:
Tato definice nezahrnuje nanášení s neřízeným katodickým obloukem bez předpětí na substrátech.
5. Iontové pokovování je speciální modifikací obecného procesu TE-PVD, ve kterém se používá plazma nebo jiný zdroj iontů pro ionizaci nanášených látek a na substrát se přikládá záporné předpětí, aby se usnadnilo vyloučení látek z plazmy. Zavádění reaktivních látek, odpařování tuhých látek v provozní komoře a použití monitorů pro provozní měření optických vlastností a tlouštěk povlaků jsou obvyklými modifikacemi tohoto procesu.
c. Cementace v prášku je proces vytvoření povlaku modifikací povrchu nebo tvorby krycího povlaku, při kterém je substrát ponořován do práškové směsi (obal) skládající se z těchto složek:
1. Kovových prášků, které se mají nanést (obvykle hliník, chrom, křemík nebo jejich kombinace);
2. Aktivátoru (obvykle halogenidová sůl); a
3. Inertního prášku, nejčastěji hliníku.
Substrát a prášková směs jsou uloženy v retortě, která je vyhřívána na teplotu 1030 K (757 °C) a 1375 K (1102 °C) po dobu postačující k nanesení povlaku.
d. Plazmové stříkání je proces přípravy krycího povlaku, v němž plazmový hořák (stříkací pistole), který tvoří a reguluje plazmu, přijímá povlakový materiál ve formě prášku nebo drátu, taví a vrhá ho na substrát, na kterém se pak vytváří celistvě spojený povlak. Plazmovým stříkáním se rozumí buď nízkotlaké plazmové stříkání nebo vysokorychlostní plazmové stříkání.
Poznámka 1.:
Nízkotlaký znamená tlak nižší než je okolní atmosférický tlak.
Poznámka 2.:
Vysokorychlostní se vztahuje na rychlost plynu na výstupu trysky, která je vyšší než 750 m/s při 293 K (20 °C) a 0,1 MPa.
e. Nanášením řídké kaše se rozumí vytvoření povlaku modifikací povrchu nebo tvorba krycího povlaku, při němž kovový nebo keramický prášek s organickým pojivem suspenduje v kapalině a nanese se na substrát buď stříkáním, ponořením nebo natíráním, pak se suší na vzduchu nebo v peci a tepelně zpracovává, aby byl získán žádaný povlak.
f. Naprašování je proces tvorby krycího povlaku založený na jevu přenosu pohybové energie, při němž se v elektrickém poli urychlují kladné ionty směrem k povrchu terče (povlakový materiál). Kinetická energie dopadajících iontů postačuje k tomu, že se z povrchu terče uvolňují atomy, které se ukládají na vhodně nastavený substrát.
Poznámka 1.:
Tabulka se vztahuje pouze na proces triodového, magnetronového nebo reaktivního naprašování, které se používá pro zvýšení přilnavosti povlaku a rychlosti nanášení a na vysokofrekvenční (RF) naprašování používané za účelem odpařování nekovových povlakových materiálů.
Poznámka 2.:
Pro aktivaci nanášení lze používat iontové paprsky o nízké energii (pod 5 keV).
g. Iontová implantace je proces vytvoření povlaku modifikací povrchu, při němž se prvek, který se má legovat, ionizuje, urychluje gradientem napětí a implantuje se do povrchové vrstvy substrátu. Patří sem procesy, v nichž se iontová implantace provádí současně s naprašováním nebo fyzikálním nanášením v parní fázi pomocí elektronového paprsku.