Terase katmine titaannitriidiga. Pulbri tehnoloogia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Meie aja materjalide katmiseks kasutatakse tervet rida erinevaid tehnoloogiaid. On olemas vaakumkatte tehnoloogiad, elektron-prootonkiirgus, kõrgtemperatuuriline termotuumasünteesi ja palju muud.

Terase katmine titaannitriidiga

Kaasaegses maailmas muutuvad "kullatud" dekoratiivkaunistused ja -tooted üha populaarsemaks. Tööstuses on selleks tööriistade ja detailide karastamine (pihustamine) titaannitriidiga. Sellel keemilisel elemendil on nii väline dekoratiivne välimus kui ka väärtuslikud tööomadused - kõrge kõvadus, vastupidavus ja keemiline inertsus. Tööstuses kaetakse titaannitriidiga:

1. Vakuumsadestamise meetod. Seda rakendatakse mitmel viisil – ioonsadestamine, plasmafaasiline kondensatsioonisüsteem ja pihustamine magnetronseadmetes: PVD (füüsiline aurustamine-sadestamine) või FOP-tehnoloogia.
2. Keemiline aurustamise-sadestamise meetod: CVD (Chemical Vapor Deposition) või CVD-tehnoloogia.
3. Plasmapihustamine mikrolaine plasmapõletites.
4. SHS-tehnoloogia (isepaljunev kõrgtemperatuuriline süntees).

Terase katmine titaannitriidiga sadestamise meetodil annab hea kvaliteediga tulemuse, kuid nõuab tööstusettevõtetes tehniliselt keerukaid paigaldusi (vaakum, aur-gaas). Lisaks vajab see spetsiifilisi seadmeid, materjale ja tööstusgaase (nt lämmastikku). Lisaks tekivad galvaniseerimistöökodades mürgised jäätmed.

Plasmapaigaldised. Protsess

Plasma-tüüpi paigaldistes teostatakse titaannitriidkatmist elektroplasmapihustitega, kasutades valmis pulbri toorainet (titaannitriid pulbri kujul). Plasmatronid pihustamiseks on suhteliselt lihtsad, protsess toimub seal ilma vaakumita ja spetsiaalse gaasilise keskkonnata. Kuid selleks, et vähendada titaannitriidi oksüdatsiooni hapnikuga, kasutatakse plasma moodustamiseks argooni. Sellel on inertsed omadused. Mikrolaine plasmapõletis kasutatakse lämmastikku. Seda pulbervärvimistehnoloogiat saab kasutada väikestes varustatud ruumides, näiteks eraettevõtetes.

Plasmapihustusmeetodi puudused

Plasma-tüüpi paigaldustes on titaannitriidkatte tehnoloogial järgmised puudused:

• nõrk adhesioon. Katte nakketugevus on madalam kui PVD- või CVD-meetoditel, pihustamine kipub settima;
• pinda kattev kile on rangelt ebatasane;
• sellise halva kvaliteediga kile dekoratiivsed omadused;
• teatud aja jooksul pritsimist saab teha mitu korda, seega on toode kulumisohtlik.

Ilmselt, kui titaannitriidiga katmist teostatakse väikestes, halvasti sisustatud ruumides, on tulemusel olulisi puudusi. Seda katet kasutatakse ainult dekoratiivsetel eesmärkidel. Seda kvaliteeti nõutakse näiteks suveniirtoodete, mööblifurnituuride, ehete jms tootmisel.

Tuletõrjetehnoloogia

Kõrgtemperatuurilises sünteesis kaetakse titaannitriid suletud reaktorites, kasutades valmistoote kuumutamist. Sellistes paigaldustes saadakse kattekiht puhas ja ühtlane. Tugevuse, kõvaduse ja tulekindluse poolest ületab see tuntud komposiitmaterjale.

Reaktori kuumutamine kõrgele temperatuurile toimub eksotermiliste protsesside tõttu. Mitme keemilise elemendi reaktsiooni tulemusena moodustub osa. Temperatuur ulatub 4000 kraadini. Nii saate suurepäraseid puhast nitriidi, titaani diboriiti, räni ja alumiiniumi ning muid viimistletud katetega materjale. Täiendav alt saab läbi viia titaannitriidiga katmise protsessi kõrgtemperatuurse pulbri sünteesi variantides. Uutes SHS-reaktorites osutub igasugune materjal ebatavaliseks ja suurepäraselt dekoratiivseks.

Titaannitriidkattega materjalide eelised

Nende hulka kuuluvad:

• märkimisväärne vastupidavus mehaanilistele kahjustustele;
• erinevad kattevärvid;
• funktsionaalne vastupidavus;
• uuendusliku tootmise jätkusuutlikkus;
• mugavus ja kasutuslihtsus;
• kasutatakse paljudes tootmisvaldkondades, alates kirikukuplite kaunistamisest (kuldamisest) kuni suveniiride valmistamiseni.

Võib väita, et titaannitriidkatte tootmise maksumus on palju madalam kui teistes tööstusharudes, kus kullakatmist nõutakse. Näiteks üks ruutmeeter "kuldatud" roostevabast terasest lehte maksab umbes 2,5 tuhat rubla. TiN kate ei tuhmu ja kaitseb materjali rooste eest. Titaannitriidkesta kasutusiga on palju pikem. See ühendus talub 800 kraadi temperatuure.

Järeldus

Teostataval katvusel on palju funktsioone. Nitriidkatet kasutatakse integraallülituste valmistamisel, kuna see materjal on nii juht kui isolaator. Pihustamine annab pinnale teistsuguse õie, tooted on dekoratiivsemad. Värvus on kuldne, bordoopunane, roheline ja sinine, aga ka hõbedane ja karmiinpunane. Kõik need on stabiilsed, ei pleegi ega pese välja.