Metody cieplno - chemiczne wykorzystuja polaczone dzialania ciepla i osrodka - przede wszystkim chemicznie aktywnego wzgledem obrabianego tworzywa - w celu pokrycia go i nasycenia danym pierwiastkiem , badz substancja chemiczna - tak aby uzyskac zadane zmiany skladu chemicznego i struktury warstwy powierzchniowej. Metody te pozwalaja uzyskac warstwy wierzchnie i powloki ochronne o grubosci od kilkudziesieciu mikrometrow do kilku milimetrow. Wsrod metod obrobki cieplno - chemicznych mozna wyroznic nasycenie dyfuzyjne przebiegajace z udzialem czynnika znacznie przyspieszajacego i aktywizujacego procesy ( poprzez zwiekszenie adsorpcji czynnika tworzacego warstwe i uaktywnienie powierzchni ) - co powoduje ze proces ten trwa znacznie krocej , a okreslany jest mianem wspomaganego . Potocznie nazwa ta obejmuje sie metody CVD ( Chemical Vapour Deposition) czyli chemiczne osadzanie z fazy gazowej. Chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) znalazlo obecnie wiele zastosowan praktycznych do otrzymania roznych cienkich warstw na roznych podlozach i materialach . W tradycyjnym rozwiazaniu - sa to tzw. niewspomagane metody CVD , ktore sa prowadzone zazwyczaj przy cisnieniu atmosferycznym. Tradycyjne metody CVD wymagaja stosowania wysokich temperatur koniecznych do rozkladu gazowych reagentow (pirolizy) ( rzedu 900 - 1100 C lub wiekszych) i/lub do przebiegu reakcji chemicznych - umozliwiajacych tworzenie sie warstw, co znacznie ogranicza zakres ich wykorzystania. W metodzie CVD warstwa nowego materialu tworzy sie na powierzchni ogrzewanego podloza na wskutek reakcji chemicznych zachodzacych w fazie gazowej lub w fazie pary (g) :
AB(g) + CD(g) AC(s) +BD(g) (R1)
Oczywiscie mechanizm powstawania warstw jest bardziej skomplikowany i skladaja sie na niego szereg reakcji , zachodzacych w fazie gazowej jak i na granicy faz cialo stale - gaz. Reakcje te sa determinowane termodynamicznie i kinetycznie. Zasadnicza role spelnia tutaj temperatura prowadzenia procesu. Oprocz tego na tworzenie sie warstw ( szybkosc osadzania ) i jej wlasciwosci wplywaja takie parametry procesu jak : cisnienie i sklad gazu wprowadzanego do ukladu , czystosc reagentow , przygotowanie powierzchni materialu, etc.
Jako zrodla pierwiastkow z ktorych tworzy sie warstwe stosuje sie rozne substraty gazowe jak i ciekle - zwane prekursorami, ktorymi moga byc wodorki, halogenki( glownie chlorki ), karbonylki a takze lotne zwiazki metaloorganiczne , krzemoorganiczne etc. Prekursory w formie gazu lub pary doprowadza sie do komory reaktora najczesciej za pomoca tzw. gazow nosnych ( jak np. argon , hel) jak i/lub gazow nosnych ktore moga brac udzial w reakcjach chemicznych prowadzacych do powstania warstw ( jak np. azot , metan , wodor , amoniak , tlen ) lub mieszaniny tych gazow
2. PACVD/PECVD (ang.Plasma Assisted (Enhanced) Chemical Vapour Deposition).
Bardzo atrakcyjne i perspektywiczne wydaja sie metody nanoszenia cienkich warstw z wykorzystaniem plazmy niskocisnieniowej wyladowania jarzeniowego - czyli metody PACVD (ang. Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) , PECVD - ( Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition ). Metody te umozliwiaja zarowno osadzanie cienkiego filmu na materiale przewodzycym prad (wyladowanie stalopradowe , zmiennopradowe ) jak i na materialach nie przewodzacych prad elektryczny ( wyladowanie pradow czestotliwosci radiowej i niskiej ) . W swej istocie proces PACVD jest procesem CVD wspomaganym plazma wyladowania jarzeniowego , majacy na celu wytwarzanie twardych warstw powierzchniowych lub warstw wykazujacych specjalne wlasciwosci powierzchniowe i objetosciowe ( np. ochronne - antykorozyjne , tribologiczne , wysoka przewodnosc termiczne , odpornosc na scieranie etc. ). W procesie tym zachodza reakcje chemiczne w warunkach aktywacji elektrycznej srodowiska gazowego pod obnizonym cisnieniem. Ogolnie technika PACVD wykorzystuje zalety CVD ( min. rownomierne osadzanie warstw na roznych materialach , takze o skomplikowanych ksztaltach ) z rownoczesna eliminacja ich wad ( wysoka temperatura w ktorej zachodzi proces w technice CVD ). Stosowanie wyladowania jarzeniowego moze byc uzyte do wspomagania i przyspieszania procesow chemicznych wykorzystywanych w procesach CVD , oprocz tego pod wzgledem energetycznym proces osadzania jest korzystny poniewaz , ten rodzaj plazmy ( tj. plazma niskocisnieniowa) pobiera znacznie mniej energii niz inne rodzaje plazmy oraz zuzywa mniej energii w porownaniu z metodami termicznymi CVD. Zimna plazma powstajaca podczas wyladowania jarzeniowego w technikach PACVD dostarcza jednolity strumien czastek aktywnych chemicznie ( np. dodatnich jonow , neutralnych czastek , metastabilnych czastek , elektronow i fotonow ) ktorych energia i strumien moga byc kontrolowane. Na tworzenie sie warstwy wierzchniej mozna wplywac przez zmiane takich wielkosci jak : parametry pradowo - napieciowe wyladowania jarzeniowego , temperatura substratow , sklad chemiczny i cisnienie gazu , szybkosc przeplywu gazow (strumien) , wlot ( polozenie) substratow wzgledem elektrod i strumienia gazu oraz przez odpowiednie przygotowanie powierzchni obrabianej. Ogolnie w procesach tworzenia sie warstw wierzchnich mozna wyroznic etapy , ktore pozostaja w rownowadze dynamicznej :
|
Reakcje chemiczne w srodowisku gazowym , ktore warunkuja dostarczenie reaktywnych czastek pierwiastkow tworzacych warstwe wierzchnia. |
|
Dyfuzja tych czastek do powierzchni materialu podloza |
|
Chemisorpcja ( adsorpcja ) i desorpcja tych czastek na podlozu obrabianego materialu |
|
Procesy dyfuzji (migracji) , przemiany fazowe , dysocjacja czy reakcje chemiczne zachodzace na powierzchni ciala stalego. |
zalecane zastosowanie: |
charakterystyka
|
dane techniczne |
PLAZMASTER 140 W |
Znamionowe napięcie zasilania |
380V,3~PE,50HZ |
Pobór mocy z sieci: |
|
dla pracy 50% PJ50 |
44kVA |
dla pracy 80% PJ80 |
29kVA |
dla pracy 100% PJ100 |
15kVA |
Prąd zasilania: |
|
dla pracy 50% PJ50 |
66A |
dla pracy 80% PJ80 |
44A |
dla pracy 100% PJ100 |
23A |
Prąd cięcia: |
|
dla pracy 50% PJ50 |
140A |
dla pracy 80% PJ80 |
115A |
dla pracy 100% PJ100 |
75A |
Napięcie biegu jałowego: |
|
dla zakresu 35A |
200V |
dla zakresu 55A |
255V |
dla zakresu 140A |
310V |
Grubość cięcia: |
|
dla zakresu 75A |
do 25mm |
dla zakresu 75A i Uz=380V-10% |
do 6mm |
dla zakresu 115A |
do 35mm |
dla zakresu 140A |
do 50mm |
Cięcie jakościowe |
do 35mm |
Maksymalna grubość cięcia dla Al i Cu |
do 35mm |
Prędkość cięcia: |
|
dla zakresu 75A i grub=3mm |
8m/min |
dla zakresu 75A i grub=15mm |
0,6m/min |
dla zakresu 115A i grub=5mm |
8m/min |
dla zakresu 115A i grub=20mm |
0,6m/min |
dla zakresu 140A i grub=10mm |
5m/min |
dla zakresu 140A i grub=35mm |
0,4m/min |
Ciśnienie powietrza zasilającego |
0,45-1,0MPa |
Zużycie powietrza |
1,5-2,5m3/min |
Stopień ochrony obudowy |
IP21 |
Klasa izolacji transformatorów |
F |
Masa |
200kg |
Wymiary: szerokość/wysokość/długość |
620x800x800mm |
Klasa ochrony przeciwporażeniowej |
(I) |
Ilość cieczy chłodzącej |
4l |