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艾里卡特的质量流量控制器降低真空镀膜中物理气相沉积的成本

发布日期:2016-01-17作者:艾里卡特-豪迈子公司阅读 819赞 0

您知道阳极氧化与发蓝处理的弊端吗?尽管表面是耐腐蚀的,但容易被刮擦。阳极氧化过程大多不会增强表面硬度,镀铬倒是有此功效,但铬有毒性,且容易磨损、变形、碎裂。真空沉积系统的制造商——Duralar科技有限公司希望利用物理气相沉积技术来开发一套类金刚石材料的快捷镀膜系统,其坚固性与持久性都强于阳极氧化与镀铬,能应用于金属部件表面的防腐蚀、防侵蚀、防磨损等处理过程。

假设您也是类似于Duralar公司的物理气相沉积技术的革新者,希望通过科技让生活变得更有趣,而且您没有足够充裕的时间或一颗摇钱树!研发过程中需要不断地测试、考虑新方案的可行性以及参与反应的气体,须时时切换气体种类并调节流量大小,从而确保精确的镀膜量。您一定不希望为每一次测试都采购一台全新的真空型质量流量控制器,也一定不能忍受每切换一次气体就不得不将系统停机重新标定质量流量控制器。

Duralar公司最初的气相沉积系统中集成了6台热式质量流量控制器,但这6台设备无一采用特殊气体——四甲基硅烷(简称TMS)液体蒸发——标定过。事实上,除非将系统停机后重新标定质量流量控制器,不然根本无法真正意义上地实现气体切换。因此,Duralar公司联系了英国豪迈的流量计和控制器厂家——艾里卡特科技有限公司(www.alicat.com.cn)。虽然四甲基硅烷也不在艾里卡特标准兼容气体列表中,但经过定制化设计,艾里卡特交付了一台耐腐蚀、四甲基硅烷特殊标定的质量流量控制器。

碳素钢经硬如金刚石的真空镀膜后呈黑色
碳素钢通过硬如金刚石的物理气相沉积真空镀膜后呈黑色。

Duralar公司改良了原先的物理沉积系统,换用了艾里卡特的质量流量控制器。只是一个偶然的替换,如今却成了系统中始终维持精密四甲基硅烷流量的保障,无论流量大小是趋于满量程还是仅为满量程的0.5%。因为艾里卡特的质量流量控制器内置的气体切换功能所采用的算法不仅是乘以系数K对某一点流量进行补偿,而是基于一套完整的、附有NIST粘度值的性能曲线。Duralar公司也无需再为工厂内温度或压力的变化对精度产生干扰而担忧,因为不同于传统的热式质量流量控制器,艾里卡特质量流量控制器内的闭合回路传感器将自动对体积的变化进行补偿。

不久,Duralar公司就开始通过将腔体抽真空来生产镀膜材料,腔体内充入恰好流量的气体,加入蒸汽镀料并将其转化成具有附着性的浆体。物理气相沉积必须在真空环境下进行,从而镀料到达被镀物体表面时而不会被氧化。

真空泵与质量流量控制器组成的真空镀膜系统
由1台真空泵与3台艾里卡特的质量流量控制器组成的原型真空镀膜系统。

之后,Duralar公司又打算开发一项管道内壁镀层的系统。管道内壁镀层有助于减少腐蚀性液体或气体通过管道时造成的磨损与腐蚀,亦能防止步枪枪管等内部生锈。实现方法十分巧妙:将管道尾部密封以形成一真空腔体。此过程中的关键在于须在一狭窄的管道空间内改变镀料位置以完成整个管道内壁镀层。这就意味着更多样化的原型设计、无穷无尽的实验,艾里卡特再一次鼎力相助。

通过1台用于四甲基硅烷的MCS耐腐蚀型质量流量控制器及2台MC系列标准型质量流量控制器,Duralar公司轻而易举地实现了在预置的98种常用气体外加至多20种自定义气体中任意切换,耐腐蚀型质量流量控制器中标准预置气体更是达到128种。

艾里卡特质量流量控制器的LabVIEW界面
艾里卡特质量流量控制器应用于真空镀膜系统的LabVIEW界面。

Duralar公司下载了艾里卡特的LabVIEW驱动程序来构建上述真空系统,通过远程电脑来控制质量流量控制器及自己的节流阀,最终,在规定期限内完成了此真空系统的设计,并已将其投产。如今,您可以为金属部件镀上类金刚石的材料,也可以订购一台镀膜系统开展相关的镀膜服务。相比于阳极氧化,真空镀膜要持久耐用的多;与镀铬相比,则更为简易与坚硬。艾里卡特的质量流量控制器凭借其可变性与适应性,让物理气相沉积技术又有了新突破。


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