Силиконовое напыление на металл
Обновлено: 05.10.2024
Герметик – один из самых распространенных материалов при ремонте помещений или строительстве, который применятся при замазывании щелей, уплотнении различных материалов, герметизации отверстий, обработки стыков.
Некоторые герметики применяют практически ко всем поверхностям, например, универсальные, другие предназначены для конкретного материала. Его используют при установке ванн, окон, душевых кабинок, керамической плитки, раковин.
Существует несколько видов герметика. Наиболее популярные:
Силиконовые герметики чаще всего используют, когда необходимо заделать более мелкие швы. Одно из преимуществ этого продукта – это устойчивость к возникновению бактерий, поэтому его часто применяют в ванных комнатах, где наблюдается повышенная влажность. Кроме того, он обладает свойствами защищенности от ультрафиолетовых лучей, перепадов температуры, воды. Акриловый герметик является лучшим вариантом обработки более крупных отверстий, он достаточно прочный, стойкий к различным механическим, физическим нагрузкам.
Когда вам необходимо работать с металлом, то лучше приобрести герметик на основе бутилового каучука. Если некоторые силиконовые герметики могут вызывать коррозию металла, особенно кислотные, то бутиловый герметик совершенно безопасен для такого рода поверхностей. Он достаточно устойчив к атмосферным воздействиям, поэтому герметик можно использовать при наружных работах, более того, он обладает низкой электропроводностью. Примечательно, что данный клей-герметик для металла можно использовать, как работая с крупными, так и с мелкими деталями. Основные его отличительные черты и преимущества:
- обладает высокой устойчивостью к вибрациям, что позволяет продлить время его использования;
- хорошо воспринимает химические воздействия, поэтому герметик будет отличным покрытием в любых условиях;
- клей-герметик для различного рода металлов является защитой от коррозии;
- при сборке деталей герметик можно использовать, покрывая резьбу, что облегчит и ускорит работу.
Для того чтобы использовать данный материал, необходимо приобрести специальный пистолет, чтобы легче было работать с клей-герметиком, предназначенным для металла. Он может быть механический или электрический, в зависимости от необходимых вам функций. Чтобы герметик лучше взялся и закрепил все необходимые детали, следует подготовить обрабатываемую поверхность. Несомненно, данный продукт справится со своей задачей и при загрязнениях, но лучше всего перед началом работы очистить поверхность от грязи, пыли, обезжирить с помощью спирта или специального растворителя, а уже потом наносить герметик. Шероховатые материалы крепче соединяются с помощью покрытия герметиком, чем отполированные, гладкие поверхности. Время затвердевания зависит от самого вида материала, например, медь и ее сплавы поддаются более быстрому обрабатыванию, тем временем, нержавеющей стали потребуется больше времени, чтобы герметик застыл. Также скорость затвердевания зависит от температуры и ширины зазора. Окончательное застывание клей-герметика для металла происходит через 24-48 часов.
Необходимо помнить, что при слишком сильном охлаждении герметик может терять свою прочность.
Существует множество фирм, которые производят герметики. Одной из надежных компаний нашей страны является Belinka, которая всегда отличалась высоким качеством своей продукции. Все герметики данной компании обладают значительными преимуществами перед другими видами:
Покрытие металла герметиком
Силиконовые смолы
Силиконовая краска объединила достоинства акриловых и силикатных красок. Этот инновационный материал обладает отличными характеристиками. В качестве связующих в нем применяются силиконовые смолы.
Все положительные качества новых покрытий, были оценены по достоинству специалистами и потребителем. Они обладают хорошей гидрофобностью, не позволяющей влаге проникнуть в окрашенное изделие. Это не мешает поверхности пропускать пар, что очень ценится. С нанесением силиконовой краски не образуется поверхностных напряжений. Это качество положительно сказывается при окрашивании оштукатуренной поверхности.
Таблица 1. Применение высокотемпературных покрытий
| Выхлопные трубы | Дровяные печи и камины |
| Автомобильные глушители и коллекторы | Решетки и дверцы для печей |
| Испарители, сушильные шкафы и печи | Нагревательные приборы |
| Паровые линии | Осветительная арматура и лампы |
| Теплообменники | Походные кухни |
| Жаровни и коптильни | Кухонные плиты |
| Кухонная посуда | Сушилки для белья |
| Установки для сжигания отходов |
Таблица 2. Период полураспада органических заместителей в силиконе под воздействием высоких температур
| Группа, ковалентно связанная с Si | Приблизительный период полураспада (час.) при 250°C на воздухе |
|---|---|
| Фенил | >100,000 |
| Метил | >10,000 |
| Винил | 101 |
| Этил | 6 |
| Пропил | 2 |
Таблица 3. Силиконовые добавки
| Полидиметилсилоксан (PDMS, силиконовое масло, полидиметикон) |
| Эмульсии и дисперсии PDMS |
| Алкоксисиланы с активными органическими группами (сшивающие агенты) |
| Алкилалкоксисиланы |
| Арилалкоксисиланы |
| Фторсиликоны |
| Силиконовые полиэфиры (силиконовые поверхностно-активные вещества) |
| Силиконовые латексные эластомеры |
| Силиконовые смолы |
| Простые полиэфиры силикона |
| Силиконакрилаты |
| Гранулированный силиконовый каучук |
Таблица 4. Достоинства силиконовых добавок
| Адгезия | Выравнивание поверхностей |
| Противодействие слипанию | Сопротивление царапанию |
| Предотвращение пенообразования | Диспергирование пигментов |
| Дегазация | Отслаивание |
| Пеногашение | Снижение трения |
| Растекаемость | Текстуризация |
| Блеск | Водостойкость |
| Смачивание |
Краски на основе силиконовых смол
Чтобы по достоинству оценить все положительные моменты от применения силиконовых красок, стоит подробнее узнать о силиконовых смолах, которые выступают в качестве их основных связующих.
С точки зрения химика, силиконовые смолы занимают промежуточную позицию среди органических и минеральных соединений. С одной стороны, по своей структуре смолы имеют структуру, напоминающую структуру кварца, с которой соединяются органические радикалы. Это и служит основой хорошей гидрофобности покрытия. На молекулярном уровне выстраивается баре, который не пропускает молекулы воды. Это предупреждает намокание. С другой стороны, все пространство в силиконовом компаунде оказывается гидрофобным.
Силиконовые смолы не размягчаются с повышением температуры, они электрически нейтральны. Если прибавить к этим свойствам хорошую гидрофобность, то становится понятным, что покрытая слоем силиконовой краски поверхность не подвержена загрязнениям.
Еще одним ценным качеством этого покрытия, является устойчивость к щелочам. В этом отношении, материал намного превосходит краски на основе акрила, которые на щелочные покрытия наносят спустя длительное время. Высокая эластичность силиконовых красок позволяет легко закрашивать значительные щели и трещины.
На поверхности, окрашенной силиконовой краской не развиваются грибки и бактерии. Это решает многие проблемы с использованием дополнительных бактерицидных средств. Работать с силиконовой краской одно удовольствие, она совершенно не агрессивна, не имеет запаха.
Силиконовые покрытия
Силиконовые жидкости, силаны производятся в больших объемах на промышленных предприятиях. Они служат компонентами для модификации, используются как связующие разнообразных составов. Получаемая поверхность демонстрируют высокую стойкость к повышенным температурам, истиранию, биологическому загрязнению, другими полезными характеристиками. Силиконовые добавки в этом отношении предлагают большую гамму возможностей.
Покрытия отличаются высокой износостойкостью. Они применяются в огромном количестве сфер деятельности. Востребованы оптические покрытия высокой точности, слои выравнивания поверхности, пленки для изоляции, мембраны. Силиконовая смола состав – вот что определяет направленность использования. На основе силиконов производят в промышленных масштабах пленки для оптики, для электрооптики. Особым вниманием пользуются покрытия для автомобилей на основе этого материала.
Силиконовые грунтовки
ирокое применение этих веществ в рецептах грунтовок для разных субстратов вполне себя оправдывает со всех точек зрения. Они получили самое широкое признание как усилители сцепления покрытия с основой. В некоторых грунтовках удается регулировать гидрофобность покрытия. Высоко ценится устойчивость материалов с силиконовыми смолами к ультрафиолетовому излучению, химикатам и агрессивным средам. Силиконовые технологии вызывают самый живой интерес. Все чаще грунтовками с содержанием силиконовых смол замещают материалы, содержащие цинк и хром.
До недавнего времени слишком часто в грунтовках применялись вещества с шестивалентным хромом. Но нормативы использования поменялись. Это заставило искать альтернативные способы грунтовки с применением более совершенных веществ. Грунтовки с силиконовыми смолами оказались исключительно удачным вариантом. Они обеспечивают отличные характеристики, и обладают массой достоинств.
Покрытия на основе силиконов для промышленного оборудования
Силиконовые и органические сополимеры в составе покрытий обеспечивают устойчивость ко многим внешним факторам. Применение этих компонентов сопряжено со стремлением улучшить характеристики в плане термостойкости, и физических свойств. Смола с уникальным сочетанием эластичности, прочности и стойкости к химическим веществам и растворителям вполне реальна. Проведенные изыскания привели к необходимости уравновешивания силоксанов многоатомными спиртами.
Интерес к силиконовым технологиям всегда был самым живым. Новые смеси силиконов и смол, прошедшие пристальную проверку только подогревают его.
Применение силиконовых смол в гигиенических покрытиях
В медицинских учреждениях и в пищевой промышленности существуют жесткие нормативы относительно состояния помещений. Соответствовать им можно с применением покрытий на основе силиконовых смол. Они позволят легко и неоднократно мыть любые поверхности, подвергать их глубокой стерилизации. Спрос на вещества, позволяющие быстро и эффективно чистить поверхности, только возрастает. Для этого можно найти массу решений. Кроме того, возник пристальный интерес к биоцидам. Их серийный выпуск потребует многочисленных и кропотливых изысканий.
Но решением проблемы, может стать применение покрытий, которые быстро и легко моются. Их использование значительно снижает уровень загрязненности биологическими веществами.
Очень действенным способом стерилизации является облучение поверхности ультрафиолетовыми лучами. Но не все покрытия к ним устойчивы. Использование красок с силиконовыми смолами может быть неплохим решением проблемы.
Износоустойчивость силиконовых покрытий
Практически любые покрытия обладают хотя бы минимальным сопротивлением износу. К этому стремятся всеми силами. Но получить покрытие с хорошей сопротивляемостью истиранию, не так просто. Сосредоточены, в основном, на этом качестве покрытия. Успехи в этом направлении налицо.
На рынке представлены тонкие покрытия с хорошей износоустойчивостью, которые выпускают по силиконовой технологии. Они применяются очень широко. Среди сфер использования подобных разработок – оптические и защитные покрытия, датчики, изолирующие пленки. Очень выигрывают в этом отношении субстраты в виде листовой пластмассы. Этот материал может наноситься на дерево, металл, стекло и другие основы.
Силиконовая краска
Прекрасное сочетание силиконовых смол с акрилом всегда успешно используется в выпуске красок. Это сочетание оказалось на удивление удачным. Добавки силиконовых смол в акриловую краску существенно сказывается на улучшении потребительских характеристик. Эти добавки облагораживают материал, слегка модифицируют его, придавая новые лучшие качества.
Но получается совершенно особая группа красок, которые имеют лучшие свойства, чем чисто акриловые. Они обеспечивают неплохое качество при доступной стоимости. Применять эти краски, к примеру, в отделке фасада целесообразнее, чем составы на основе акрила. Нужно только внимательно относиться к приобретению продукции этого рода. Дело в том, что продавец по неведению и умышленно может предложить не силиконовую краску, а силиконизированную. Но только силиконовый состав обеспечит фасаду самую надежную защиту от внешних воздействий, позволит получить чистый и опрятный фасад.
Силиконовые фасадные краски
Практика строительства претерпела кардинальные изменения. Это касается применяемых материалов и привлечения рабочей силы. Силиконовые краски внесли свою лепту в эти нововведения. Помимо лучшей устойчивости к радиации солнца, применение силиконов позволяет наделить материалы полезными свойствами, которые приносят большую выгоду в ходе эксплуатации – паропроницаемостью и водоотталкивающим свойствам.
Акриловые фасады сами по себе были когда-то шагом вперед. Они применяются, и по сей день. Но пористым субстратам требуется нечто большее, что обеспечивают им силиконовые краски. Только небольшие добавки силиконовых эмульсий существенно меняют картину. Получается целостная пленка, которая не разрушается при температурных расширениях и сужениях трещин.
материалы по теме
Синтетические смолы
Синтетические смолы, включая водорастворимые, появились в первой половине XX в. Таким образом, удалось почти полностью отказаться от природных смол в промышленности, а искусственно созданные заняли почетное место в лакокрасочной промышленности.
Смолы для лаков
В доле продукции, выпускаемой лакокрасочной промышленностью, лаки занимают не малое место. Они активно используются как на промышленных производствах, так и в домашних хозяйствах. Лаки служат отличным защитным средством для потерявших свой внешний вид поверхностей и предметов мебели. Как всем известно, лаки бывают цветные и бесцветные, но все образуют прочную прозрачную плёнку, которая может продлить срок эксплуатации обработанной поверхности в несколько раз.
Dow берет под полный контроль актив по производству силиконов
Стремясь усилить свои позиции в сфере исследования материалов, Dow Chemical Company завершила стратегическую реструктуризацию, связанную с приобретением Dow Corning Corporation. Об этом говорится в заявлении компании.
Силиконовое покрытие
Силиконовые покрытия – это защитные влагоотталкивающие пленки, которые формируются в результате нанесения на защищаемую поверхность специальных составов на основе силиконовых эластомеров.
Купить силиконовое защитное покрытие "Силант" можно, отправив непосредственно производителю заявку с нашего сайта.
Существует множество видов силиконовых покрытий, каждый из которых, ввиду химического состава и технологии производства, характеризуется конкретным набором полезных свойств, определяющих сферу его применения. Некоторые силиконовые покрытия используются для защиты лакокрасочного слоя автомобиля от механических повреждений, другие же составы применяются для защиты от влаги и предупреждения коррозии металлоконструкций, печатных плат. Защитные силиконовые покрытия с высокими диэлектрическими свойствами востребованы в электротехнике.
Для защиты радиоэлектронной аппаратуры, металлических, деревянных, бетонных конструкций широко используются силиконовые защитные покрытия Силант-11, Силант-12 и Силант-21.
Свойства, характеристики, преимущества силиконовых покрытий
Благодаря своим уникальным свойствам и высоким потребительским характеристикам все большую популярность в наши дни обретают защитные силиконовые покрытия (силиконовые краски). Востребованность данных материалов обусловлена следующими их преимуществами:
- высокая эластичность – удлинение при разрыве может достигать 400%!;
- отсутствие в пленке внутренних напряжений, ввиду высокой эластичности;
- гидрофобность силиконовых пленок – прекрасная защита от воздействия влаги;
- широкий интервал рабочих температур – морозостойкость до -60 °С, термостойкость до +250 °С, силиконовые покрытия сохраняют свои первоначальные характеристики после многократных переходов через ноль;
- устойчивость к воздействию УФ-излучения;
- ускоренная высыхание защитной силиконовой пленки;
- высокая устойчивость к биообрастанию;
- технологичность – удобство нанесения, самовыравнивание силиконового покрытия;
- долговечность силиконового защитного покрытия;
- легкость ремонта, даже в процессе эксплуатации.
С изменением температуры окружающей среды большинство свойств силиконовых защитных покрытий практически не меняется, они сохраняют свои характеристики при достаточно длительном воздействии температуры до 250°С. При нормальной температуре прочность силиконовой пленки уступает прочности органических эластомеров, но при повышении температуры – разница уменьшается. Защитные покрытия на основе силикона не горят, если непосредственно не имеют контакта с источником огня. Температура вспышки – 300 °С, продуктом сгорания является двуокись кремния, соединение, которое не проводит электричество и тепло. В результате реакции горения не выделяется углерод!
В результате окисления при температурах выше 180 °С, метильные радикалы постепенно отщепляются, а при температуре свыше 250 °С происходит медленное превращение полимера в мономер – наблюдается процесс деполимеризации. В течение двух суток воздействия таких температур, потери покрытия в весе составляет не более 3%, поэтому в данных условиях защитное силиконовое покрытие можно эффективно эксплуатировать еще в течение двух месяцев! Допускается кратковременное воздействие более высокой температуры – до 300 °С.
Силиконовые покрытия, кроме устойчивости к воздействию многих факторов внешней среды, характеризуются высокой стойкостью к воздействию озона.
Как и все известные полимеры, силиконовые краски подвержены процессу старения под воздействием атмосферных факторов, но скорость данного процесса очень мала. В хлорированных и ароматических растворителях силиконовые эластомеры набухают, но после улетучивания растворителя – возвращают прежнюю форму, при этом материал не подвергается старению.
Благодаря ровной матовой поверхности, гладкости, силиконовые покрытия предотвращают налипание на них различных морских биоорганизмов.
Силаны могут использоваться в качестве компонента в системе покрытия либо выступать основным связующим. На основе силиконовых смол производят грунтовки, краски, термостойкие и биоцидные покрытия, присадки, покрытия для авто, промышленного оборудования и т.п.
Силиконовое покрытие Силант-11
Высококачественный состав на основе жидкой силиконовой резины. Используется для консервации металлоизделий, оборудования, продолжительной защиты узлов, различных металлических поверхностей от агрессивного влияния окружающей среды. Силиконовое покрытие Силант-11 прекрасно противостоит высоким температурам, вибрации, термоударам, высокой влажности, характеризуется высокими диэлектрическими свойствами.
Силиконовое покрытие Силант-12
Защитное силиконовое покрытие Силант-12 применяется для защиты бетонных, деревянных, металлических конструкций от агрессивных внешних факторов, таких, как высокая влажность, осадки, солнечная радиация, растворы солей и т.п. Силиконовый слой способствует увеличению срока службы изделий даже при влиянии высоких и низких температур, многократных переходах через ноль.
Силиконовое покрытие Силант-21
Силант-21, в отличие от силиконовых защитных покрытий Силант-11 и Силант-12, формирует прозрачный слой, благодаря чему широко используется для защиты от влаги, экстремальных температур и агрессивного влияния окружающей среды декоративных элементов, таких, как памятники, ограды и т.п.
Нанесение и отверждение силиконовых покрытий
Отверждение силиконовых защитных покрытий происходит при комнатной температуре за счет влаги воздуха либо при повышенных температурах (ускоренная полимеризация). Наносить на поверхность силиконовые покрытия можно несколькими способами: окунанием, поливом либо распылением. При этом стоит учитывать скорость высыхания состава. Наиболее часто применяется метод распыления под воздействием высокого давления. Окунание целесообразно использовать при окраске больших партий изделий.
Перед нанесением силиконового защитного покрытия обязательно тщательно обезжирить поверхность, очистить от пыли и различного рода загрязнений. От качества подготовки поверхности будет зависеть адгезия силиконового покрытия к подложке и его долговечность.
Покрытие печатных плат
Силиконовые защитные покрытия, например Силант -11, востребованы в электронике. Их наносят тонкими слоями на печатные платы и многие другие изделия РЭА. Силиконовый слой надежно защищает печатные узлы от воздействия влаги, растворителей, предотвращает процессы коррозии, короткое замыкание и значительно увеличивает срок службы изделий. Ценные свойства силиконовых покрытий делают их пригодными для использования в агрессивных условиях окружающей среды.
Применение силиконовых защитных покрытий
Силиконовые покрытия применяются в качестве защитных слоев в военной, автомобильной, промышленной электронике и многих других сферах. Составы на основе силиконов отлично подходят не только для защиты от коррозии металлоизделий, элементов приборов, деталей радиоэлектронной аппаратуры в период эксплуатации. Их часто используют при консервации оборудования или для формирования влагозащитного, электроизоляционного слоя при длительном хранении.
Силиконовые защитные покрытия эффективно защищают металлоизделия, оборудование, детали от различных проявлений влаги (дождь, пар, конденсат, сырость, соленая и хлорированная вода и т.п.), препятствуют образованию плесени, грибков на контактах, обеспечивают защиту от пробоев изоляции и значительно и значительно увеличивают срок службы электрооборудования.
Силиконовые защитные покрытия широко применяются для защиты: трансформаторов, электродвигателей различной мощности, печатных плат, клеммных соединений, электрических контактов и контактных групп, внешних обмоток возбуждения, статорных обмоток электрических двигателей, электроприводов лебедок, насосов и т.п. Силанты отлично себя зарекомендовали и при защите от коррозии металлооборудования.
Силиконовое напыление на металл
Продолжаем знакомство с этой невероятной технологией, начатое здесь.
Я раздобыл большой кусок латуни (которая, как известно, представляет собой сплав Cu и Zn) толщиной около 1.5 миллиметров и сначала не был уверен, сможет ли он быть мишенью из-за своей небольшой толщины. Не промнется ли он внутрь банки, закоротив установку и поразив меня градом осколков и искр? К счастью этого не произошло.
Кусок латуни был при этом довольно кривым сам по себе. Это привело к тому, что вся установка приподнялась над медной опорой и несколько отдалилась от магнитов. Кольцо при это стало расплывчатее и тусклее. Пришлось подложить под магниты пластину из конструктора, чтобы приподнять их. В результате они уперлись в медь, что было ошибкой - к концу статьи они перегреются и ослабеют.
Несмотря на довольно большую мощность и время работы установки, на слюду почти ничего не нанеслось. Да и на мишени след ионы оставили не очень серьезный. Вряд ли дело тут опять в нитридах? Но тогда в чем?
Почему-то мне пришло в голову вырезать из латуни небольшой кусочек (по размеру плазменного кольца) и поместить его прямо на поверхность медной мишени. Результат оказался для меня совершенно неожиданным. По краям кружок как раз касался плазменного кольца. Так вот в этих местах он быстро разогрелся до оранжевого каления и стеклянная подложка стремительно (как минимум на порядок быстрее, чем при напылении меди) стала темнеть, покрываясь блестящим (и, как оказалось, хорошо проводящим) металлическим слоем!
Итак, технология напыления латуни была освоена. Но почему в виде кольца она напылялась так хорошо? Нужны были дальнейшие эксперименты.
Я трижды попробовал напылить латунь на слюдяные пленки, и получил хорошие покрытия. Но они своим видом всё больше напоминали.. цинк!
А со стороны слюды обнаружилось видно странное явление - какие-то. желтки.
По-видимому, в начале, когда латунный кусок холоден, напыления нет. Ионная бомбардировка начинает его разогревать (ведь он касается медной основы лишь в нескольких точках, а значит, имеет очень плохой теплоотвод). В небольшом интервале температур распыляется латунь в виде красивого ярко-желтого сплава, но при превышение некой критической температуры происходит плавление или еще какой-то подобный переход, и латунь начинает разделяться - атомы цинка цинк уходят в вакуум, а меди - остаются на месте.
На месте ли? Да, на своем месте. Посмотрите, во что превратилась латунь на поверхности распыляемого кусочка. Да это же медь!
Так, незаметно для себя мы вступили в область другой технологии, известной под названием ионно-плазменного распыления. Недостаток ее нам уже известен: материалы сложного состава разделяются на фракции. Википедия объясняет это разницей в давлениях паров компонентов. Действительно, в литературе приводятся графики скоростей испарения металлов в вакууме при разных температурах, из которых следует, что цинк испаряется на много порядков быстрее меди.
Получается, если нам важно сохранить состав сплава, то технология магнетронного распыления - лучше. Нагрева металла при этом надо всячески избегать. Вот почему мишени для магнетронного распыления в профессиональных установках предусматривают водяное охлаждение. И подложки тоже порой охлаждают водой.
Но есть у нового метода и достоинство - и еще какое - невероятно высокая скорость распыления. Причем оно как бы лавинообразно самоускоряется. Чуть только войдет в этот режим и уже через секунды нарастает сплошное покрытие. И значительно возрастает ток - потому что начинает дымиться МОТ. Что же происходит при этом? Какова природа этого загадочного явления?
Я предположил, что дело обстоит примерно так. При разогреве близких к плазменному кольцу участков мишени из них начинается испарение металла, в нашем случае - цинка. Однако, попав в кольцо, пары цинка претерпевают ионизацию и сами становятся положительными ионами. Как следствие - ускоряются и бомбардируют поверхность мишени, вызывая ее дополнительный разогрев и выбивая при этом дополнительные атомы.
Но что произойдет, если атом цинка попадет не в латунную маленькую мишень, а в большую, медную и холодную? Он, наверное, увязнет в ней. Обратите внимание на фотографии выше (где латунь потеряла цинк) - как много осело цинка на медную большую мишень. Причем осело так хорошо, что не особенно удалось соскрести даже наждачной бумагой.
А латунная (или уже бывшая латунная?) маленькая мишень после ряда распылений приобрела вот такой вид (справа - перевернутая). Собственно, она расплавилась в каплю.
Что ж, раз мы смогли извлечь цинк из латуни, почему бы не напылить цинк в чистом виде? Насыплем гранулы на место, где обычно присутствует плазменное кольцо. И вокруг насыплем на всякий случай - не жалко.
Плазменное кольцо пронизало промежутки между гранулами сверху и снизу, однако. не проявило к ним особенного интереса. Хотя мощность была не меньше той, которая расплавила латунь (на целых 500 К более тугоплавкую!).
В результате гранулы едва спеклись, на них напылилось немножко меди. На подложке осело немножко неведомо чего, а мишень превратилась в загадочный инопланетный ландшафт.
Тут я вроде бы начал смекать, в чем дело. Ведь закругленные поверхности имеют плохие эмиссионные свойства (и хороший теплоотвод). Помните, в школьном курсе электростатики проходили что заряд скапливается на остриях и стекает с них? Должно быть, для эффективного распыления поверхности мишени, она должна иметь острые края, которые разогреваются (а потом уже всё тело мишени). Тогда я взял и зубилом отрубил кусок цинковой пластины толщиной около 2 мм по размеру латунной капли. Края получились весьма острыми.
Эта идея оказалась плодотворной. Цинк распылился, да ещё как! И держатель и банка оказались быстро покрыты добротным слоем цинка.
Ну а медная мишень вообще оцинковалась на славу. Даже то что было под цинком. Ну а почему бы и нет? Там ведь происходит почти всё то же самое, что и сверху, только в перевернутом виде.
Покрытие цинка на подложке получилось великолепным. И проводящим электричество не намного хуже медного.
Теперь и на бумагу мы можем наносить не только медь, но, значит, и цинк. А это значит, что мы уже практически можем создавать ну очень маленькие, а также гибкие и плоские батарейки. На этот раз я взял не офисную, а глянцевую бумагу (от рекламной листовки), что благоприятно сказалось на внешнем виде покрытий.
Цинк нанёсся каким-то матовым образом. Только в левом нижнем углу получился блестящий участок. Видимо, он находился в каком-то правильно удаленном месте камеры. А остальная поверхность, наверное, как бы забрызгалась микро (нано?) частицами от чрезмерно активного распыления. Несмотря на матовый вид, под микроскопом покрытие выглядит весьма ровным и однородным.
Более того - если потереть цинковое покрытие тряпочкой, матовость счищается, а блестящее покрытие остается.
Раз острые края благоприятны для ионно-плазменного напыления, то с фольгой оно должно происходить просто замечательно. Почему нет? У меня как раз давно лежит без дела некоторое количество никелевой фольги. Скомкал я из нее нечто по размеру латунной капли (ставшей неофициальным эталоном размера маленьких мишеней). В этом опыте я поднял подложку несколько повыше, чтобы не получилось матового покрытия как с цинком. Может быть, крупные микрокапельки до подложки не долетят.
Ярко - оранжевые края маленькой мишени и темнеющая подложка - верный признак, что что-нибудь интересное мы да получим!
И вот оно - прекрасное ровное зеркальное покрытие с характерным для никеля благородным блеском! Это самый красивый из металлов, которые я напылял. Никаких матовостей, окислений и прочих дефектов ни с какой стороны.
На просвет никель значительно отличается от меди. Ну так ведь, на то он и никель.
А ещё он обладает примечательными магнитным свойствами. Такими, что полупрозрачная пленочка никеля может в поле не самого еще мощного магнита поднять вес не только свой, но и всей слюдяной подложки.
Напыление оловянно-свинцового припоя
Вдохновившись цинком и никелем я решил попробовать напылить другой доступный мне материал - оловянно-свинцовый припой. Для этого я обвел маркером на омедненном текстолите внутреннюю окружность силиконовой прокладки и напаял туда изрядное количество припоя.
Эта гибридная мишень находилась в плазме до тех пока я не почувствовал то, что рано или поздно и должен был почувствовать - а именно, запах перегретого текстолита. Тогда я прекратил эксперимент и стал смотреть, что получилось.
Во-первых, медь в рабочей зоне очевидно нагрелась, что вызвало какие-то испарения из текстолита, которые вспучили медную фольгу пузырем в направлении вакуума. Это, в принципе, можно было и предсказать.
Во-вторых, сам припой явно претерпел переплавку. Ну другого мы от него и не ждали. Посередине застывшей капли остался след от какого-то всплеска.
В-третьих, на подложке осело нечто невразумительное, тёмное и непроводящее.
В-четвертых, на краю этой подложки видны микроскопические шарики припоя. Что всё это значит?
Вот как выглядят эти шарики под микроскопом.
Позже я прочел, что такие явления типичны при дуговом распылении легкоплавких сплавов. Для борьбы с этим применяют специальной конструкции фильтры, не допускающие крупные частицы материала до подложки.
Так, что ещё у нас есть? Ага, свинец.
Результат такой же, как и с припоем - непроводящее бурое покрытие на подложке, подплавленные гранулы маленькой мишени. Ну и немного меди напылилось на свинец.
Ещё у меня был висмут. Так как поверхность медной мишени уже содержала значительный участок таблицы Менделеева, я взял для чистоты эксперимента алюминиевую мишень - алюминий-то уж точно напыляться на нашу подложку не станет.
Продолговатые гранулы висмута выглядят как дрова в костре. А вокруг бушует плазма!
Гранулы, конечно, расплавились, а на подложке снова образовалось бурое непроводящее покрытие, о составе которого можно только догадываться.
Впрочем, между висмутом, свинцом и оловом много общего. Может, потому они и ведут себя одинаково. Может быть, эти темные покрытия состоят из изолированных микрошариков, за счет поверхностного натяжения склонных скорее образовать видимые невооруженным глазом шары, чем пребывать в тонкопленочном состоянии. А легкоплавкость не дает им пребывать в твердом состоянии, которое бы защитило их от этого. Может и так. По крайней мере, действительно, прослеживается тенденция - чем более тугоплавки металл, тем выше качество его напыленной поверхности. Наверное, я тоже приду со временем к водоохлаждаемым подложкам.
Найдя таблицу поверхностного натяжения металлов, я увидел, что у меди и никеля оно даже выше, чем у "капризных" легкоплавких металлов. Значит, дело всё-таки, скорее всего, в легкоплавкости и отсутствии охлаждения.
Ионно-плазменное распыление алюминия
Тогда я решил вернуться к проблеме нанесения пленок алюминия с учетом новых знаний по части ионно-плазменного распыления. Я отрезал кусочек тонкого алюминиевого листа наподобие цинкового и загнул вверх четыре его острых уголка "для пущей эмиссии".
Однако упрямый металл расплавился, но не распылился.
Но и я не собирался сдаваться. Я сложил тонкую алюминиевую фольгу в пачку и сделал ножницами надрезы со многих сторон, придав ей форму снежинки.
Я положил это на кусок алюминиевого листа и выкрутил ручку ЛАТРа на такое напряжение, при котором еще можно было надеяться, что МОТ вот-вот не вспыхнет. Но тщетно. Алюминий немного подплавился и забронировался в своей оксидно-нитридной пленке. Никакого напыления и на этот раз не произошло.
Оставив алюминий в покое до тех пор пока не удастся добыть аргон, я взялся за сталь. Подобрал соответствующего размера шайбу и слегка обработал ее шкуркой.
Стальная шайба, в отличие от остальных ранее напыляемых материалов, существенно изменила конфигурацию магнитного поля в установке. Кольцо окружило шайбу по внешнему контуру. А при повышении напряжения появилось второе кольцо на контуре внутреннем.
В результате, поверхность шайбы приобрела характерную ободранность, а на подложке появилось интересное радужное покрытие с синеватым оттенком. Сталь это или остатки антикоррозионного покрытия с шайбы - сказать трудно. По крайней мере, оно не притягивается магнитом.
Читайте также: