টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির সারফেস পরিবর্তনের মূল প্রযুক্তি: টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির ভ্যাকুয়াম আবরণ

টাইটানিয়াম খাদ ভ্যাকুয়াম আবরণটাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির পৃষ্ঠ পরিবর্তনের জন্য একটি মূল প্রযুক্তি। এর প্রধান উদ্দেশ্য হল উচ্চ শক্তি এবং হালকা ওজনের অন্তর্নিহিত সুবিধাগুলি বজায় রেখে টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির স্থানীয় ত্রুটিগুলি (যেমন পরিধান প্রতিরোধ, জারা প্রতিরোধ, উচ্চ-তাপমাত্রা অক্সিডেশন প্রতিরোধের, এবং ঘর্ষণ হ্রাস) পূরণ করা। এটি মহাকাশ, চিকিৎসা, নির্ভুল যন্ত্রপাতি এবং স্বয়ংচালিত শিল্পের মতো উচ্চ-ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

টাইটানিয়াম অ্যালয় ভ্যাকুয়াম আবরণের জন্য মূল পূর্বশর্ত (প্রথমে, সামঞ্জস্যতা স্পষ্ট করুন)

• Characteristics of titanium alloy substrate: The surface easily forms a natural, dense TiO₂ passivation film (thickness 5-10nm), which provides good corrosion resistance. However, it has low hardness (pure titanium HV150-200, TC4 titanium alloy HV300-350), poor wear resistance, and is prone to oxidation and peeling at high temperatures (>400 ডিগ্রী)। ফিল্ম এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে শক্তিশালী আনুগত্য নিশ্চিত করতে ভ্যাকুয়াম আবরণের জন্য প্যাসিভেশন ফিল্মকে অতিক্রম করতে হবে।
• কোর আবরণ প্রয়োজনীয়তা: ① আনুগত্য 50N এর চেয়ে বেশি বা সমান (স্ক্র্যাচ টেস্ট/টেনসিল পরীক্ষা); ② ঘন এবং ছিদ্র-মুক্ত ফিল্ম; ③ টাইটানিয়াম খাদ সাবস্ট্রেটের শক্ততার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, ভঙ্গুর ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করে; ④ সাবস্ট্রেটের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে না।
• মূল সুবিধা: ভ্যাকুয়াম পরিবেশে আবরণ (ভ্যাকুয়াম ডিগ্রী 10⁻³~10⁻⁶Pa) কোন অক্সিডেশন বা অপরিচ্ছন্নতা দূষণ নিশ্চিত করে না, যার ফলে ভাল ফিল্মের অভিন্নতা এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য বেধ (0.5-50μm) হয়। এটি জটিল আকৃতির টাইটানিয়াম খাদ ওয়ার্কপিস (যেমন টাইটানিয়াম রড, টাইটানিয়াম খাদ ব্লেড এবং মেডিকেল ইমপ্লান্ট) জন্য উপযুক্ত।

প্রক্রিয়া: ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং আবরণ (সবচেয়ে মূলধারার পদ্ধতি, মাঝারি এবং নিম্ন তাপমাত্রার জন্য উপযুক্ত, উচ্চ-নির্ভুলতা প্রয়োগ)

1. মূল নীতি
একটি উচ্চ-ভ্যাকুয়াম চেম্বারে, লক্ষ্যবস্তু (ধাতু/সিরামিক লক্ষ্যবস্তু) বোমাবর্ষণ করার জন্য ইলেকট্রনগুলি একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে, যার ফলে লক্ষ্য পরমাণু/আয়নগুলি টাইটানিয়াম অ্যালয় সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠে বিচ্ছিন্ন হয়ে জমা হয়, একটি ঘন ফিল্ম স্তর তৈরি করে। এই প্রক্রিয়াটি শারীরিক বাষ্প জমা (PVD) বিভাগের অধীনে পড়ে।

2. টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য উত্সর্গীকৃত মূল প্রক্রিয়া (সাবস্ট্রেট প্রি-চিকিৎসার মূল বিষয়, যা বন্ধনের শক্তি নির্ধারণ করে)
সাবস্ট্রেট প্রি-চিকিত্সা (মূল ধাপ, লেপের মানের 70% জন্য দায়ী)
রুক্ষ পরিষ্কার করা: অতিস্বনক পরিষ্কার (অ্যাসিটোন + অ্যালকোহল) তেল এবং ধুলো অপসারণ, তারপর শুকিয়ে;
প্যাসিভেশন ফিল্ম অপসারণ: আর্গন আয়ন এচিং (ভ্যাকুয়াম ডিগ্রী 10⁻³Pa, আর্গন প্রেসার 0.5-1Pa, বায়াস ভোল্টেজ -100~-300V, সময় 15-30 মিনিট) TiO₂ ফিল্মটি ভেঙে ফেলার জন্য, একটি তাজা টাইটানিয়াম পৃষ্ঠকে উন্মোচিত করতে এবং একই সাথে পৃষ্ঠের রফতা 0.1-0.3μm) যান্ত্রিক ইন্টারলকিং উন্নত করতে;
প্রিহিটিং: ফিল্ম এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্যের চাপ কমাতে এবং ফিল্ম ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করতে টাইটানিয়াম অ্যালয় সাবস্ট্রেটকে 150-300 ডিগ্রিতে প্রিহিটিং করা।
আবরণ প্রক্রিয়া (দুটি ধাপ: প্রথমে একটি ভিত্তি স্তর, তারপর জমা)
বেস লেয়ার: প্রথমে একটি ট্রানজিশন লেয়ার জমা করা হয় (Ti লেয়ার বা Cr লেয়ার, বেধ 0.1-0.5μm) টাইটানিয়াম অ্যালয় এবং কার্যকরী ফিল্মের মধ্যে জালির অমিল দূর করতে এবং বন্ধন শক্তি উন্নত করতে। পরামিতি: লক্ষ্য বর্তমান 2-5A, পক্ষপাত ভোল্টেজ -50~-100V, সময় 5-10min;
কার্যকরী স্তর জমা: প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী লক্ষ্য উপাদান নির্বাচন করুন, ফিল্মের বেধ নিয়ন্ত্রণ করুন। মূল পরামিতি: ভ্যাকুয়াম ডিগ্রি 10⁻⁴~10⁻⁵Pa, আর্গন প্রবাহ হার 20-50sccm, লক্ষ্য বর্তমান 3-8A, পক্ষপাত ভোল্টেজ -30~-80V, জমা তাপমাত্রা 400 ডিগ্রির কম বা সমান (অ্যানিলিং এবং টাইটানিয়ামকে নরম করা এড়াতে)।
পোস্ট-চিকিত্সা: চুল্লি থেকে অপসারণের পরে ঘরের তাপমাত্রায় প্রাকৃতিক শীতলকরণ। ফিল্মের অভ্যন্তরীণ চাপ দূর করতে উচ্চ-শেষের অংশগুলি কম-তাপমাত্রা অ্যানিলিং (150-200 ডিগ্রি × 1 ঘন্টা) হতে পারে।

টাইটানিয়াম অ্যালয় ভ্যাকুয়াম আবরণের সাধারণ প্রয়োগের পরিস্থিতি (সংশ্লিষ্ট প্রক্রিয়া নির্বাচন)

1. মহাকাশ ক্ষেত্র: টাইটানিয়াম খাদ ব্লেড, সংযোগকারী → আয়ন নাইট্রাইডিং + TiAlN মাল্টি-আর্ক আবরণ; টাইটানিয়াম খাদ নির্ভুল shafts → Magnetron sputtering TiCN আবরণ;
2. চিকিৎসা ক্ষেত্র: টাইটানিয়াম খাদ জয়েন্ট, হাড়ের স্ক্রু → ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং ডিএলসি আবরণ (বায়োকম্প্যাটিবল); টাইটানিয়াম খাদ ইমপ্লান্ট → ভ্যাকুয়াম আর্ক আয়ন প্লেটিং (অ-বিষাক্ত);
3. যথার্থ যন্ত্রপাতি ক্ষেত্র: টাইটানিয়াম খাদ সরঞ্জাম, ছাঁচ → TiN/TiCN ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং; টাইটানিয়াম খাদ স্লাইডার → DLC আবরণ;
4. সামুদ্রিক প্রকৌশল ক্ষেত্র: টাইটানিয়াম খাদ ফাস্টেনার, পাইপ → CrN ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং (লবণ স্প্রে জারা প্রতিরোধের);
5. আলংকারিক ক্ষেত্র: টাইটানিয়াম খাদ গয়না → ভ্যাকুয়াম বাষ্পীভবন কলাই Au/TiN (উজ্জ্বল রঙ)।