Pomiar nanometrów Cienkie powłoki PVD

Osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD) to powszechnie stosowana technologia służąca do nakładania cienkich warstw materiałów na powierzchnie.

Te powłoki oferują liczne zalety: zwiększoną odporność na zużycie, korozję i ciepło, zwiększoną twardość, ulepszoną estetykę — aby wymienić tylko kilka. Proces obejmuje odparowanie stałego materiału w próżni, a następnie osadzanie tej pary na powierzchni podłoża. Podłoża mogą obejmować metale, tworzywa sztuczne, szkło, ceramikę itp. Istnieją dwie główne metody: rozpylanie i odparowywanie. Podczas rozpylania jony o wysokiej energii bombardują i wyrzucają materiał docelowy, który następnie osadza się na podłożu, tworząc cienką warstwę. Odparowywanie działa w podobny sposób. Materiał docelowy jest odparowywany w próżni, powodując, że cząsteczki przemieszczają się do podłoża i na nim się kondensują.

PVD jest niezwykle wszechstronną metodą. Technikę tę można stosować z wieloma materiałami organicznymi i nieorganicznymi, a w wielu przypadkach zapewnia ona twardsze, bardziej odporne na korozję powłoki niż tradycyjne procesy galwaniczne. W związku z tym wiele branż, w tym motoryzacyjna, lotnicza, elektroniczna i urządzeń medycznych, polega na PVD. Podobnie jak w przypadku każdego rodzaju powłoki, konieczne jest monitorowanie grubości osadu, aby zapewnić pełne korzyści z powłoki przy jednoczesnym zminimalizowaniu ilości odpadów materiałowych. Specyfikacje, takie jak AMS 2444A, opisują te korzyści i dostarczają wskazówek dotyczących uzyskiwania pożądanych właściwości z powłok PVD.

Norma AMS 2444A określa specyfikacje powłok azotku tytanu nakładanych na części metalowe metodą PVD. Powłoka jest podzielona na trzy klasy na podstawie grubości: grubość 1.27–3.81 µm, grubość 2.54–6.10 µm i grubość 6.35–12.70 µm. Każda klasa oferuje unikalne właściwości związane z tarciem i smarownością, odpornością na zużycie, wyglądem itp. Niedostateczne lub nadmierne osadzanie materiałów docelowych może spowodować, że powlekane części nie będą miały pożądanych właściwości, a nawet mogą powodować problemy, takie jak łuszczenie i zmniejszona trwałość. Dlatego też niezwykle ważne jest ścisłe monitorowanie grubości osadzania.

XRF to szybka i nieniszcząca metoda analizy grubości powłoki PVD. Każda jednostka Bowman jest w stanie zmierzyć do 5 warstw grubości jednocześnie. Ponadto, aplikacje powłok PVD zwykle wymagają grubości powłoki na poziomie nanometrów, aby uzyskać pożądaną uprząż/ochronę, unikając jednocześnie marnowania drogiego materiału. Poprzednia generacja instrumentów XRF opierała się na wypełnionym gazem detektorze proporcjonalnym, który nie zapewnia niezawodnych, dokładnych odczytów dla cienkich powłok i powłok materiałów niskoenergetycznych, takich jak Al lub Ti. Wszystkie detektory XRF Bowman są wyposażone w półprzewodnikowe detektory dryftu krzemu (SDD) umożliwiające precyzyjny pomiar PVD. Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie detektorów SDD – Silicon Drift Detector – zapewniają najlepszą rozdzielczość, najniższy poziom szumów (najwyższy stosunek sygnału do szumu) i najkrótszy czas testowania, zapewniając jednocześnie dokładne i wiarygodne wyniki.

Aby dowiedzieć się więcej na temat tego, jak można wykorzystać fluorescencję rentgenowską do monitorowania grubości powłoki PVD, przeczytaj nasz najnowszy biuletyn aplikacyjny!