S akými podkladovými materiálmi si dokáže PVD poťahovací stroj poradiť bez toho, aby ohrozil kvalitu náteru alebo výkon stroja?

Kovy ako substráty: Kovy sú najbežnejšími a najkompatibilnejšími substrátmi PVD lakovací stroj vďaka ich vysokej tepelnej vodivosti, štrukturálnej celistvosti a schopnosti odolávať vákuovým a plazmovým podmienkam vo vnútri stroja. Nehrdzavejúca oceľ, titán, hliník, meď a zliatiny na báze niklu sú široko používané v priemyselných, dekoratívnych a nástrojových aplikáciách, pretože si zachovávajú rozmerovú stabilitu pri vysokých teplotách a vo vákuu výrazne neunikajú. Tieto kovy tiež poskytujú vynikajúcu priľnavosť pre širokú škálu náterových materiálov, ako je TiN, CrN alebo DLC. Predúprava, vrátane odmasťovania, leštenia alebo plazmového čistenia, je nevyhnutná na odstránenie nečistôt, zvýšenie povrchovej energie a zabezpečenie rovnomernej hrúbky náteru. Vyhýbanie sa kovom s vysokou prchavosťou alebo reaktívnym povrchom zabraňuje kontaminácii komory a zachováva kvalitu povlaku.

Kovové zliatiny ako substráty: Špecializované zliatiny kovov, vrátane nástrojových ocelí, zliatin kobaltu a chrómu a superzliatin, sú vhodné pre PVD povlaky, ak majú vysoké teploty topenia, tepelnú stabilitu a nízke vlastnosti pri uvoľňovaní plynov. Tieto zliatiny sa bežne používajú v rezných nástrojoch, leteckých komponentoch, lekárskych implantátoch a povrchoch s vysokým opotrebovaním. Správna príprava povrchu, ako je pieskovanie, chemické leptanie alebo iónové čistenie, zvyšuje priľnavosť a zabezpečuje rovnomerné nanášanie, najmä pri zložitých geometriách. Zliatiny náchylné na oxidáciu alebo povrchovú kontamináciu môžu vyžadovať dodatočné predbežné nátery, aby sa predišlo zlyhaniu adhézie alebo delaminácii náteru. Výber zliatiny s kompatibilnými charakteristikami tepelnej rozťažnosti vzhľadom na náterový materiál znižuje tvorbu napätia počas procesu nanášania a zabezpečuje dlhodobú trvanlivosť náteru aj substrátu.

Keramika ako substrát: Keramika ako oxid hlinitý (Al₂O3), oxid zirkoničitý (ZrO₂), karbid kremíka (SiC) a karbid bóru môže slúžiť ako účinné PVD substráty pre aplikácie odolné voči vysokým teplotám alebo opotrebovaniu. Tieto materiály sú chemicky stabilné a zachovávajú si rozmerovú integritu pod vysokoenergetickou plazmou, ale často vyžadujú aktiváciu povrchu alebo zdrsnenie na zvýšenie priľnavosti povlaku. Plazmové leptanie, bombardovanie iónmi alebo mikrozdrsnenie sa bežne používa na zlepšenie mechanického spojenia medzi keramickým povrchom a nanesenou vrstvou. Keramika je ideálna pre aplikácie, ako sú rezné nástroje, nátery odolné voči opotrebovaniu a vrstvy tepelnej bariéry. Kvôli ich krehkej povahe je však potrebné dávať pozor pri manipulácii a spracovaní, aby sa zabránilo praskaniu, ktoré by mohlo ohroziť rovnomernosť a výkonnosť náteru.

Skonštruované polyméry ako substráty: Niektoré vysokovýkonné polyméry, vrátane polyimidových (PI), PEEK a polykarbonátových kompozitov, môžu byť potiahnuté v PVD poťahovacom stroji, ak je teplota nanášania starostlivo kontrolovaná, aby sa zabránilo zmäknutiu alebo deformácii. Tieto polyméry umožňujú pridávanie funkčných povlakov pre dekoratívne, ochranné alebo bariérové ​​aplikácie. Pre polymérne substráty je rozhodujúca predbežná úprava, ktorá často zahŕňa plazmovú aktiváciu alebo chemickú povrchovú úpravu na zvýšenie povrchovej energie a adhézie. Poťahové polyméry vyžadujú techniky nanášania s nižšou energiou a parametre procesu, ako je sklon substrátu, rýchlosť nanášania a úroveň vákua, musia byť optimalizované, aby sa zabránilo tepelnému namáhaniu alebo deformácii. Nízkovýkonné plasty alebo polyméry zaťažené vlhkosťou sú vo všeobecnosti nekompatibilné kvôli uvoľňovaniu plynov alebo deformácii pri vysokom vákuu a teplote.

Dôležitosť prípravy substrátu: Bez ohľadu na typ podkladu je pre dosiahnutie vysokokvalitných náterov nevyhnutná správna príprava. Povrchy podkladu musia byť očistené, aby sa odstránili oleje, mastnoty, oxidy a prachové častice, ktoré môžu narúšať priľnavosť a spôsobiť chyby náteru. V závislosti od materiálu substrátu sa bežne používa plazmové čistenie, iónové bombardovanie, ultrazvukové čistenie alebo chemické leptanie. Drsnosť povrchu v rozsahu niekoľkých nanometrov až mikrometrov v závislosti od náteru a aplikácie priamo ovplyvňuje mechanické spojenie a priľnavosť. Správna predbežná úprava zabraňuje delaminácii povlaku, znižuje dierky alebo dutiny a zabezpečuje rovnomerné usadzovanie na rovných alebo zložitých povrchoch, čo je rozhodujúce pre udržanie funkčného výkonu PVD povlakov.

Tepelná a mechanická kompatibilita: Podklad musí byť tepelne a mechanicky kompatibilný s procesom PVD aj s náterovým materiálom. Rozdiely v koeficientoch tepelnej rozťažnosti medzi substrátom a náterom môžu viesť k akumulácii napätia, praskaniu alebo delaminácii počas nanášania alebo prevádzky. Kovy a keramika vo všeobecnosti dobre znášajú tepelné namáhanie, zatiaľ čo polyméry vyžadujú starostlivé riadenie teploty. Substráty musia byť tiež mechanicky odolné, aby vydržali manipuláciu, rotáciu alebo vibrácie počas nanášania. Výber substrátu s vhodnou tepelnou rozťažnosťou, tvrdosťou a povrchovou energiou zaisťuje správnu priľnavosť povlaku, zachováva funkčný výkon a nespôsobuje poškodenie PVD stroja.