Etapas de limpeza da peça antes do revestimento na máquina de revestimento a vácuo

Para melhorar a adesão e suavidade do filme revestido na superfície do substrato, bem como a compactação do filme, antes de o substrato ser pendurado na máquina de revestimento a vácuo, uma etapa de limpeza preliminar deve ser realizada para remover o manchas de óleo, manchas, poeira, para garantir que esteja em um estado limpo e, em seguida, revestimento.

1. Limpeza por aquecimento a vácuo

A peça de trabalho é aquecida sob pressão normal ou vácuo. Promova a evaporação de impurezas voláteis na superfície para atingir o objetivo de limpeza. O efeito de limpeza deste método está relacionado à pressão ambiente da peça, ao tempo de retenção no vácuo, à temperatura de aquecimento, ao tipo de contaminantes e ao material da peça. O princípio é aquecer a peça de trabalho. Promova a dessorção aprimorada de moléculas de água e várias moléculas de hidrocarbonetos adsorvidas em sua superfície. O grau de aumento da dessorção depende da temperatura. Sob ultra-alto vácuo, para obter superfícies atomicamente limpas, a temperatura de aquecimento deve ser superior a 450 graus. O método de limpeza por aquecimento é particularmente eficaz. Mas às vezes, esta abordagem também pode ter efeitos colaterais. Como resultado do aquecimento, pode ocorrer que alguns hidrocarbonetos se agreguem em aglomerados maiores e ao mesmo tempo se decomponham em resíduos de carbono.

2. Limpeza por irradiação ultravioleta

Usa radiação UV para decompor hidrocarbonetos na superfície. Por exemplo, a exposição ao ar durante 15 horas produz uma superfície de vidro limpa. Se as superfícies devidamente pré-limpas forem colocadas em uma fonte de UV geradora de ozônio. Uma superfície limpa pode ser criada em minutos (processo de limpeza). Isto indica que a presença de ozônio aumenta a taxa de limpeza. O mecanismo de limpeza é: sob irradiação ultravioleta, as moléculas de sujeira são excitadas e dissociadas, e a geração e existência de ozônio produz oxigênio atômico altamente ativo. Moléculas de sujeira excitadas e radicais livres gerados pela dissociação da sujeira interagem com o oxigênio atômico. Formam-se moléculas mais simples e voláteis. Como H2O3, CO2 e N2. A taxa de reação aumenta com o aumento da temperatura.

3. Limpeza de descarga

Este método de limpeza é amplamente utilizado na limpeza e desgaseificação de sistemas de alto e ultra-alto vácuo. Especialmente utilizado em máquinas de revestimento a vácuo. Um fio ou eletrodo quente é usado como fonte de elétrons. A aplicação de uma polarização negativa à superfície a ser limpa pode conseguir a dessorção de gás por bombardeamento iónico e remoção de certos hidrocarbonetos. O efeito de limpeza depende do material do eletrodo, da geometria e de sua relação com a superfície. Ou seja, depende do número de íons e da energia iônica por unidade de área de superfície. Portanto, depende da energia elétrica disponível. A câmara de vácuo é preenchida com um gás inerte (normalmente gás Ar) a uma pressão parcial apropriada. A limpeza pode ser obtida por bombardeio de íons por descarga luminosa em baixa tensão entre dois eletrodos adequados. neste método. O gás inerte é ionizado e bombardeia a parede interna da câmara de vácuo, outras partes estruturais da câmara de vácuo e o substrato a ser revestido, o que pode tornar alguns sistemas de vácuo isentos de cozimento em alta temperatura. Melhores resultados de limpeza para alguns hidrocarbonetos podem ser obtidos se for adicionado oxigênio ao gás carregado. Porque o oxigênio pode oxidar certos hidrocarbonetos para formar gases voláteis que são facilmente removidos pelo sistema de vácuo. Os principais componentes das impurezas na superfície dos vasos de alto vácuo e ultra-alto vácuo de aço inoxidável são carbono e hidrocarbonetos. Em geral, o carbono contido nele não pode ser volatilizado sozinho. Após a limpeza química, é necessário introduzir gás misto Ar ou Ar O2 para limpeza por descarga luminosa, para que sejam removidas as impurezas da superfície e os gases ligados à superfície devido à ação química. na limpeza por descarga luminosa. Parâmetros importantes são o tipo de tensão aplicada (CA ou CC), a magnitude da tensão de descarga, a densidade de corrente, o tipo de gás carregado e a pressão. A duração do bombardeio. A forma dos eletrodos e o material e localização das peças a serem limpas, etc.

4. Lavagem de gás

(1) Lavagem de nitrogênio

Queo o nitrogênio é adsorvido na superfície do material, devido à pequena energia de adsorção, o tempo de retenção superficial é curto. Mesmo que seja adsorvido na parede do aparelho, é fácil de ser bombeado. Usar esta propriedade do nitrogênio para lavar o sistema de vácuo pode reduzir bastante o tempo de bombeamento do sistema. Por exemplo, antes de a máquina de revestimento a vácuo ser colocada na atmosfera, encha a câmara de vácuo com nitrogênio seco para liberá-la e, em seguida, preencha-a na atmosfera, o tempo de bombeamento do próximo ciclo de bombeamento pode ser reduzido quase pela metade, porque a adsorção a energia do nitrogênio é muito menor do que as moléculas de vapor de água; depois de serem preenchidas com nitrogênio sob vácuo, as moléculas de nitrogênio são adsorvidas pela parede da câmara de vácuo. Como o local de adsorção é fixo, ele é preenchido primeiro com moléculas de nitrogênio e há muito poucas moléculas de água adsorvidas, encurtando assim o tempo de bombeamento. Se o sistema estiver poluído pelo respingo de óleo da bomba de difusão, o método de lavagem com nitrogênio também pode ser usado para limpar o sistema poluído. Geralmente, durante o cozimento e aquecimento do sistema, a lavagem do sistema com gás nitrogênio pode eliminar a poluição por óleo.

(2) Lavagem de gás reativo

Este método é particularmente adequado para lavagem interna (remoção de contaminação por hidrocarbonetos) de grandes revestidores de aço inoxidável com ultra-alto vácuo. Normalmente, para as câmaras de vácuo e componentes de vácuo de alguns grandes sistemas de ultra-alto vácuo, a fim de obter superfícies atomicamente limpas, os métodos padrão para eliminar a contaminação da superfície são limpeza química, torrefação em forno a vácuo, limpeza por descarga luminosa e sistemas de vácuo de torrefação de energia original. e outros métodos. Os métodos de limpeza e desgaseificação descritos acima são comumente usados ​​antes e durante a montagem de um sistema de vácuo. Após a instalação do sistema de vácuo (ou após o sistema estar em operação), uma vez que os vários componentes do sistema de vácuo foram fixados, é difícil desgaseificar os vários componentes do sistema de vácuo. Uma vez que o sistema é (acidentalmente) contaminado (principalmente moléculas com grandes números atômicos, como contaminação por hidrocarbonetos) são geralmente desmontados e reprocessados ​​antes da instalação. Com o processo de gás reativo, a desgaseificação on-line in-situ pode ser realizada. Remova efetivamente a poluição de hidrocarbonetos na câmara de vácuo de aço inoxidável. Seu mecanismo de limpeza: No sistema, o gás oxidante (O2, N0) e o gás redutor (H2, N H3) são cotados no sistema para realizar a limpeza por reação química na superfície do metal para eliminar a poluição, a fim de obter metal atomicamente limpo superfícies. A taxa de oxidação/redução da superfície depende da contaminação e do material da superfície metálica. A taxa de reação da superfície é controlada ajustando a pressão e a temperatura do gás de reação. Para cada substrato, os parâmetros precisos são determinados experimentalmente. Esses parâmetros são diferentes para diferentes orientações cristalográficas.

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