Método de recubrimiento de superficies sólidas con iones.
Plataforma de recubrimiento iónicoSujetadores con revestimiento iónico
El recubrimiento iónico ( IP ) es un proceso de deposición física de vapor (PVD) que a veces se denomina deposición asistida por iones (IAD) o deposición de vapor de iones (IVD) y es una versión modificada de la deposición al vacío . El recubrimiento iónico utiliza un bombardeo simultáneo o periódico del sustrato y deposita una película mediante partículas energéticas de tamaño atómico llamadas iones . El bombardeo previo a la deposición se utiliza para limpiar por pulverización catódica la superficie del sustrato. Durante la deposición, el bombardeo se utiliza para modificar y controlar las propiedades de la película que se deposita. Es importante que el bombardeo sea continuo entre las partes de limpieza y deposición del proceso para mantener una interfaz atómicamente limpia. Si esta interfaz no se limpia adecuadamente, puede resultar en un recubrimiento más débil o una mala adhesión.
Existen muchos procesos diferentes para depositar recubrimientos al vacío en los que se utilizan para diversas aplicaciones como la resistencia a la corrosión y al desgaste del material. [1]
Proceso
En el deposición iónica, la energía, el flujo y la masa de las especies bombardeadoras junto con la relación entre las partículas bombardeadoras y las partículas depositadas son variables de procesamiento importantes. El material que se deposita puede vaporizarse ya sea por evaporación, pulverización catódica (pulverización catódica por polarización), vaporización por arco o por descomposición de un precursor de vapor químico ( deposición química en fase de vapor , CVD). Las partículas energéticas utilizadas para el bombardeo suelen ser iones de un gas inerte o reactivo o, en algunos casos, iones del material de la película de condensación ("iones de película"). La deposición iónica se puede realizar en un entorno de plasma donde los iones para el bombardeo se extraen del plasma o se puede realizar en un entorno de vacío donde los iones para el bombardeo se forman en una pistola de iones separada . La última configuración de deposición iónica a menudo se denomina deposición asistida por haz de iones (IBAD). Al utilizar un gas reactivo o vapor en el plasma, se pueden depositar películas de materiales compuestos.
El recubrimiento iónico se utiliza para depositar recubrimientos duros de materiales compuestos sobre herramientas, recubrimientos metálicos adherentes, recubrimientos ópticos con altas densidades y recubrimientos conformados sobre superficies complejas.
Más energía disponible en la superficie de las especies bombardeadas, lo que resulta en un enlace más completo. [1]
Flexibilidad con el nivel de bombardeo de iones. [1]
Reacciones químicas mejoradas al suministrar plasma y energía a la superficie de las especies bombardeadoras. [1]
La durabilidad del material mejora al menos 8 veces más. [2]
Contras
Aumento de variables a tener en cuenta respecto a otras técnicas. [1]
La uniformidad del recubrimiento no siempre es consistente [1]
Calentamiento excesivo del sustrato [1]
Esfuerzo de compresión [1]
Este proceso es costoso y consume mucho tiempo [1]
Información de fondo sobre el recubrimiento iónico
El proceso de recubrimiento iónico fue descrito por primera vez en la literatura técnica por Donald M. Mattox de Sandia National Laboratories en 1964. [3] Como se describe en este artículo, se utilizó inicialmente para mejorar la adhesión de la película y mejorar la cobertura de la superficie. [4]
Historia
Este proceso se utilizó por primera vez en la década de 1960 y se continuó utilizando a lo largo del tiempo mediante técnicas de limpieza específicas y técnicas de deposición reactiva y cuasi reactiva de crecimiento de película. La limpieza por pulverización catódica se ha utilizado desde la década de 1950 para limpiar superficies científicas. En la década de 1970, la pulverización catódica con magnetrón de CC de alta velocidad ha demostrado que el bombardeo densificaba las películas y ayudaba a la dureza de los materiales. A medida que avanzamos más, supimos en 1983 que el bombardeo se utilizaba como bombardeo simultáneo de iones de gas insertados. [4]
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