Chrupiące chipsy i błyszczące złączki – Warstwy metalu są nakładane na tworzywa sztuczne w warunkach próżni

Chrupiące chipsy i błyszczące złączki – Warstwy metalu są nakładane na tworzywa sztuczne w warunkach próżni

Tworzywa sztuczne z metalowymi powierzchniami są wszędzie – od folii kompozytowych po słuchawki prysznicowe i reflektory. Często są produkowane z zastosowaniem pomp próżniowych BUSCH.
Metallic-coating-plastics-2.jpg

Twarde, błyszczące i hermetycznie szczelne

Aby zapobiec jełczeniu i zestarzeniu chipsów ziemniaczanych, wnętrze większości paczek chipsów jest pokryte ultracienką warstwą aluminium. Dzięki niej folia z tworzywa sztucznego jest nieprzepuszczalna dla powietrza, pary wodnej i promieniowania UV. Zapobiega to również wydostawaniu się smaków na drodze dyfuzji, co byłoby to możliwe w przypadku folii z samego tworzywa sztucznego.

Wiele elementów wyglądających jak metal jest w rzeczywistości powleczonymi tworzywami sztucznymi. Dotyczy to również na przykład większości lśniących chromowanych elementów armatury łazienkowej. Oprócz nadania atrakcyjniejszego wyglądu główną rolą warstwy metalu jest utworzenie twardej, odpornej mechanicznie powłoki zewnętrznej. W przypadku innych produktów takich jak lusterka foliowe lub odbłyśniki reflektorów samochodowych najważniejszą kwestią są właściwości wizualne. W takich zastosowaniach potrzebne są powierzchnie całkowicie odbijające światło w określonym kierunku.

Osadzanie par czy natryskiwanie?

Powłoką metalu można pokryć również tkaniny i włókniny, na przykład przeznaczone na materiały izolacyjne lub odzież funkcyjną. Oprócz aluminium stosuje się wiele innych metali, w tym tytan, żelazo, złoto i srebro. Aby można je było nanieść na miękkie i wrażliwe na ciepło tworzywa sztuczne, konieczne jest odparowanie metali lub przekształcenie ich w jony. Pary i jony metali mogą osadzać się na podłożach w postaci bardzo cienkich warstw.

Procesy stosowane w tym celu są zbiorczo określane fizycznym osadzaniem z fazy gazowej (PVD). W systemach PVD można montować lub integrować z nimi liczne modele pomp próżniowych firmy BUSCH . Metale są w tych układach odparowywane za pomocą ciepła, wiązki elektronów lub wiązki laserowej bądź rozpylane poprzez bombardowanie jonami argonu i jednocześnie rozprowadzane jako warstwa pojedynczych atomów na obiekcie docelowym. W warunkach wysokiego podciśnienia można utrzymać niskie temperatury, uniknąć zakłóceń, a warstwy można zawsze nakładać równomiernie.

Stosując fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD), przedmioty obrabiane można pokryć jednolitą powłoką, zwykle o grubości od kilku nanometrów do mikrometrów. Jako materiały powłokowe stosuje się oprócz metali materiały ceramiczne lub węgiel – na przykład w postaci grafitu. Obrabiany element (podłoże) i materiał powłokowy są umieszczane w próżniowej komorze. Tam stały materiał powłokowy zostaje przekształcony do stanu gazowego lub, ujmując kolokwialnie, „odparowany".

Można to osiągnąć termicznie (przez ogrzewanie) lub za pomocą wiązek elektronów lub lasera. Materiał powłokowy można również przekształcić w substancję gazopodobną drogą atomizacji. W tym procesie materiał jest bombardowany jonami obojętnego gazu szlachetnego, zwykle argonu. Jony gazu są przyspieszane przez silne napięcie elektryczne do takiej prędkości, że ​​uderzając w materiał, wybijają pojedyncze atomy.

Gazowy materiał powłokowy jest następnie kierowany na obiekt docelowy. Tam osadzane są cząsteczki. Nie pozostają w miejscu, w które uderzają, ale poruszają się po powierzchni, „poszukując" obszaru o szczególnie wysokiej energii wiązania. Tworzy to bardzo jednolite warstwy doskonale odwzorowujące kontur pierwotnej powierzchni.

 


Subskrybuj biuletyn „World of Vacuum"!
Subskrybuj teraz, aby otrzymywać najnowsze ciekawe wiadomości z branży urządzeń próżniowych.

SUBSKRYBUJ