用于新的物理气相沉积的质量流量控制

Physical vapor deposition system with custom mass flow controller

你知道阳极氧化和蓝化的一个问题吗?虽然它可以防止腐蚀,但也会刮掉。大多数的阳极氧化并不能加强表面。镀铬是另一种选择,但铬-6是有毒的,而且仍然会磨损、凹陷和剥落。真空镀膜系统制造商Duralar希望利用物理气相沉积技术,开发出一种比上述两种方法都更硬、更耐用的快速类金刚石镀膜工艺。它将在防止金属零件的腐蚀、腐蚀和磨损方面得到应用。

假设,像Duralar一样,你是一个物理气相沉积革新者。为了让生活更有趣,让我们假设你没有无限的时间,钱不是从天上掉下来的。研发意味着测试,允许障碍和反应性气体的新配方。您将需要改变流量比和气体-所有的同时保持准确的流量,所以成功将是可复制的。你不能每次测试都买新的真空流量控制器,你也负担不起让它们为每个新配方重新校准的停机时间。你懂的。

Duralar一开始使用的是一个通用的真空沉积系统,但是六个内置的热控制器都没有为他们的特殊气体——四甲基硅烷(TMS)——一种蒸发液体——进行校准。事实是,如果不停机重新校准,这些控制器就不能准确地改变气体。所以杜拉拉叫阿里卡特。虽然TMS不在我们的标准列表中,但是通过一些工程,我们为他们提供了一个耐腐蚀的流量控制器,并为TMS提供了定制的气体校准。

PVD physical vapor deposition parts after vacuum coating process, with a plain steel part.

经过金刚石硬质PVD真空镀膜后,素钢呈黑色。

他们使用Alicat质量流量控制器对他们的系统进行了改进——这是一种完全替代的方法——现在他们确信他们的TMS流量的准确性将保持在高位,无论流量是全量程还是全量程的0.5%。这是因为Alicat的气体选择不仅仅是一个单点的k因子偏移,而是一个基于NIST粘度表的完整性能曲线。在未来,Duralar不必担心由于温度或压力的变化而造成的误差,因为质量流量控制器中的闭环传感器可以补偿体积的变化,这与原来的热控制器不同。
不久,杜拉拉就通过将腔体泵入真空,注入适量的气体,将物质蒸汽转化为等离子体,并与零件结合,从而生产出了涂层零件。在物理气相沉积中,真空是必须的,因为在有大气气体存在的情况下,化学反应是不起作用的。

Mass flow controllers used to develop a PVD process

A vacuum pump and three mass flow controllers for prototyping.

接下来,他们想开发一种工艺,将这种薄涂层沉积在管道内。有了管道内部的涂层,你可以减少磨料的磨损和腐蚀——这对于管道中流动的磨料液体来说是完美的,或者保护步枪枪管内部不生锈。这项技术很聪明:密封管子的两端,管子的内部就变成了真空室。问题是,你需要能够改变产生等离子体的放电在一个狭窄的管道内的位置,以获得一个完整的涂层。所以,更多的原型设计,更多的实验,Alicat再次拯救了我们。

通过使用腐蚀性TMS的MCS系列质量流量控制器和两个以上的Alicat MC系列气体质量流量控制器,他们能够随意改变气体,最多可选择98种内置类型和20种用户定制的混合——甚至更多的是耐腐蚀控制器。

laptop with LabVIEW interface

Alicat的LabVIEW下载定制的运行原型系统

然后,他们使用我们可下载的LabVIEW驱动程序来构建真空处理步骤,控制远程笔记本电脑上的质量流量控制器和它们的关闭螺线管。在适当的时候,他们已经完善了这一过程,并开始建造订购的涂层系统。现在,你可以为你的金属部件订购类金刚石涂层——或者为他人提供服务的系统——真空涂层比阳极氧化更耐用,比镀铬更快更硬。Alicat的质量流量控制器适应性使得物理气相沉积越来越好。

艾里卡特Alicat提供先进的质量流量计质量流量控制器压力控制器压力传感器解决方案。

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