Powlekanie stali azotkiem tytanu. Technologia proszkowa

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

W naszych czasach do pokrycia materiałów stosuje się całą gamę różnych technologii. Istnieją technologie powlekania próżniowego, promieniowanie elektronowo-protonowe, fuzja wysokotemperaturowa i wiele innych.

Powlekanie stali azotkiem tytanu

We współczesnym świecie coraz popularniejsze stają się „złocone” ozdoby i produkty dekoracyjne. W przemyśle jest to hartowanie (napylanie) narzędzi i części azotkiem tytanu. Ten pierwiastek chemiczny posiada zarówno zewnętrzny wygląd dekoracyjny, jak i cenne właściwości użytkowe – wysoką twardość, odporność i obojętność chemiczną. W przemyśle powlekanie azotkiem tytanu odbywa się:

1. Metoda osadzania próżniowego. Jest realizowana na różne sposoby - osadzanie jonów, system kondensacji fazowej plazmy i napylanie w instalacjach magnetronowych: technologia PVD (Physical Vapour Deposition) lub technologia FOP.
2. Metoda chemicznego osadzania z fazy gazowej: CVD (chemiczne osadzanie z fazy gazowej) lub technologia CVD.
3. Natryskiwanie plazmowe w mikrofalowych palnikach plazmowych.
4. Technologia SHS (samorozprzestrzeniająca się synteza wysokotemperaturowa).

Powlekanie stali azotkiem tytanu metodami osadzania daje dobre wyniki jakościowe, ale wymaga skomplikowanych technicznie instalacji (podciśnieniowych, parowo-gazowych) w przedsiębiorstwach przemysłowych. Ponadto wymaga specjalnego sprzętu, materiałów i gazów przemysłowych (np. azotu). Ponadto w sklepach galwanotechnicznych powstają toksyczne odpady.

Instalacje plazmowe. Proces

W instalacjach typu plazmowego powlekanie azotkiem tytanu odbywa się za pomocą elektro-plazmowych rozpylaczy z wykorzystaniem gotowych surowców proszkowych (azotek tytanu w postaci proszku). Plazmatrony do natryskiwania są stosunkowo proste, proces odbywa się tam bez próżni i specjalnego środowiska gazowego. Ale w celu zmniejszenia utleniania azotku tytanu przez tlen, argon jest używany do tworzenia plazmy. Posiada właściwości obojętne. W mikrofalowym palniku plazmowym wykorzystywany jest azot. Ta technologia malowania proszkowego może być stosowana w małych wyposażonych pomieszczeniach, takich jak prywatne firmy.

Wady metody natryskiwania plazmowego

W instalacjach typu plazmowego technologia powlekania azotkiem tytanu ma następujące wady:

• słaba przyczepność. Siła przyczepności powłoki jest gorsza od metod PVD lub CVD, natrysk ma tendencję do osiadania;
• folia pokrywająca powierzchnię jest ściśle nierówna;
• właściwości dekoracyjne takiej folii słabej jakości;
• rozpylanie przez określony czas można wykonać kilka razy, więc produkt jest podatny na zużycie.

Oczywiście, jeśli powłoka z azotku tytanu jest przeprowadzana w małych, słabo wyposażonych pomieszczeniach, wynik ma znaczne wady. Ta powłoka służy wyłącznie do celów dekoracyjnych. Na przykład ta jakość jest wymagana przy produkcji wyrobów pamiątkowych, okuć meblowych, biżuterii itp.

Technologia pożarowa

W syntezie wysokotemperaturowej azotek tytanu jest powlekany w zamkniętych reaktorach przez ogrzewanie gotowego produktu. W takich instalacjach powłoka jest czysta i jednolita. Przewyższa znane materiały kompozytowe pod względem wytrzymałości, twardości i ogniotrwałości.

Podgrzewanie reaktora do wysokich temperatur następuje w wyniku procesów egzotermicznych. W wyniku reakcji kilku pierwiastków chemicznych powstaje część. Temperatura dochodzi do 4000 stopni. W ten sposób można uzyskać doskonały czysty azotek, diboryt tytanu, krzemu i aluminium oraz inne materiały z gotowymi powłokami. Dodatkowo można prowadzić proces powlekania azotkiem tytanu w wariantach wysokotemperaturowej syntezy proszków. W nowych reaktorach SHS każdy materiał okazuje się niezwykły i niezwykle dekoracyjny.

Zalety materiałów powlekanych azotkiem tytanu

Należą do nich:

• znacząca odporność na uszkodzenia mechaniczne;
• różnorodność kolorów powłok;
• trwałość funkcjonalna;
• zrównoważenie innowacyjnej produkcji;
• wygoda i łatwość użytkowania;
• jest używany w wielu dziedzinach produkcji, od dekoracji (złocenia) kopuł kościelnych po produkcję pamiątek.

Można argumentować, że koszt platerowania azotkiem tytanu w produkcji jest znacznie niższy niż w innych gałęziach przemysłu, w których wymagane jest platerowanie złotem. Na przykład jeden metr kwadratowy blachy ze stali nierdzewnej ze „złoceniem” będzie kosztował około 2,5 tysiąca rubli. Powłoka TiN nie matowieje i chroni materiał przed rdzą. Żywotność powłoki z azotku tytanu jest znacznie dłuższa. To połączenie jest odporne na temperaturę 800 stopni.

Wniosek

Wykonywany zasięg ma wiele cech. W produkcji układów scalonych stosuje się powłokę azotkową, ponieważ materiał ten jest zarówno przewodnikiem, jak i izolatorem. Spryskiwanie nadaje powierzchni inny kwiat, produkty są bardziej dekoracyjne. Jest w kolorze złotym, bordowym, zielonym i niebieskim, a także srebrnym i karmazynowym. Wszystkie są stabilne, nie blakną i nie wypłukują.