Покритие на стоманата с титанов нитрид. Прахова технология

2025 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-24 13:12

За покриване на материали в наше време се използва цяла гама от различни технологии. Има технологии за вакуумно покритие, електронно-протонно лъчение, високотемпературен синтез и много други.

Покритие на стомана с титанов нитрид

В съвременния свят "позлатените" декоративни орнаменти и продукти стават все по-популярни. В индустрията това е втвърдяване (разпръскване) на инструменти и части с титанов нитрид. Този химичен елемент има както външен декоративен вид, така и ценни експлоатационни качества - висока твърдост, устойчивост и химическа инертност. В индустрията се извършва покритие с титанов нитрид:

1. Метод на вакуумно отлагане. Реализира се по различни начини - йонно отлагане, система за плазмена фазова кондензация и разпрашване в магнетронни инсталации: PVD (Physical Vapor Deposition), или FOP технология.
2. Метод на химическо отлагане на пари: CVD (химическо отлагане на пари) или CVD технология.
3. Плазмено пръскане в микровълнови плазмени горелки.
4. SHS технология (саморазпространяващ се високотемпературен синтез).

Покриването на стоманата с титаниев нитрид чрез методи на отлагане дава добри качествени резултати, но изисква технически сложни инсталации (вакуум, пара-газ) в промишлени предприятия. Освен това изисква специфично оборудване, материали и промишлени газове (напр. азот). В допълнение, токсични отпадъци се генерират в цеховете за галванично покритие.

Плазмени инсталации. Процес

В инсталации от плазмен тип покритието с титанов нитрид се извършва чрез електро-плазмени пръскачки, като се използват готови прахообразни суровини (титаниев нитрид под формата на прах). Плазмотроните за пръскане са сравнително прости, процесът се извършва там без вакуум и специална газообразна среда. Но за да се намали окисляването на титанов нитрид от кислород, аргонът се използва за образуване на плазма. Има инертни свойства. Азотът се използва в микровълновата плазмена горелка. Тази технология за прахово боядисване може да се използва в малки оборудвани стаи, като частни фирми.

Недостатъци на метода на плазмено пръскане

В инсталации от плазмен тип технологията за покритие с титаниев нитрид има следните недостатъци:

• слаба адхезия. Силата на сцепление на покритието е по-ниска от PVD или CVD методите, пръскането има тенденция да се утаява;
• филмът, покриващ повърхността, е строго неравен;
• декоративни свойства на такъв филм с лошо качество;
• разпръскването за определен период от време може да се извърши няколко пъти, така че продуктът е склонен към износване.

Очевидно, ако покритието с титанов нитрид се извършва в малки, лошо оборудвани помещения, резултатът има значителни недостатъци. Това покритие се използва само за декоративни цели. Например това качество се изисква при производството на сувенирни продукти, мебелен обков, бижута и др.

Пожарна техника

При високотемпературен синтез, титановият нитрид се покрива в затворени реактори чрез нагряване на крайния продукт. При такива инсталации покритието се получава чисто и равномерно. Той превъзхожда познатите композитни материали по здравина, твърдост и огнеупорност.

Нагряването на реактора до високи температури се получава поради екзотермични процеси. В резултат на реакцията на няколко химични елемента се образува част. Температурата достига 4000 градуса. По този начин можете да получите отличен чист нитрид, диборит на титан, силиций и алуминий и други материали с готови покрития. Процесът на покриване с титанов нитрид във вариантите на високотемпературен прахов синтез може да се извърши допълнително. В новите SHS реактори всеки материал се оказва необичаен и изящно декоративен.

Предимства на материалите с покритие от титаниев нитрид

Те включват:

• значителна устойчивост на механични повреди;
• разнообразие от цветове за покритие;
• функционална издръжливост;
• устойчивост на иновативното производство;
• удобство и лекота на използване;
• се използва в много области на производството, от декорация (позлата) на църковни куполи до производството на сувенири.

Може да се твърди, че цената на покритието с титанов нитрид в производството е много по-ниска, отколкото в други индустрии, където се изисква позлатяване. Например, един квадратен метър лист от неръждаема стомана с "позлата" ще струва приблизително 2,5 хиляди рубли. TiN покритието не потъмнява и предпазва материала от ръжда. Срокът на експлоатация на обвивката от титанов нитрид е много по-дълъг. Тази връзка е устойчива на температури от 800 градуса.

Заключение

Извършваното покритие има много функции. Нитридното покритие се използва при производството на интегрални схеми, тъй като този материал е едновременно проводник и изолатор. Пръскането придава на повърхността различно цвете, продуктите са по-декоративни. Цветът е на злато, бордо, зелено и синьо, както и сребристо и пурпурно. Всички те са стабилни, не избледняват и не се измиват.