دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشكده تحصیلات تكمیلی
سمینار برای دریافت درجه كارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی مواد – شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
عنوان :
بررسی خواص پوشش های نیتریدی ایجاد شده به روش PACVD

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چكیده
روش رسوب شیمیایی بخار به كمك پلاسما (PACVD) یكی از انواع روشهای CVD می باشد كه از
محیط پلاسما جهت لایه نشانی انواع پوشش های نیتریدی استفاده می شود. این روش دارای
چسبندگی خوب CVD و دمای پایین روش PVD می باشد. دمای پوشش دهی در این روش حدود
500 درجه سانتیگراد است كه كمتر از دمای تمپر اكثر فولاد های ابزار می باشد به همین دلیل روش
مناسبی جهت پوشش دهی این فولادها می باشد. در این تحقیق ابتدا مروری بر روشهای لایه نشانی
CVD و PACVD صورت گرفت. سپس خواص مكانیكی، تریبولوژیكی، رفتار اكسیداسیون و
همچنین چسبندگی پوشش های نیتریدی ایجاد شده به روش PACVD از قبیل ,TiBN, TiCN
TiAlN, TiN و پوشش های چند لایه TiN/TiBN و TiN/TiC مورد بررسی قرار گرفت.
همچنین تاثیر پارامترهای پوشش دهی مانند دبی گازهای ورودی به محفظه، ولتاژ دستگاه، فشار كل
محفظه و دمای پوشش دهی نیز بر روی خواص این پوشش ها مورد مطالعه قرار گرفت.
بررسی ها نشان دادند كه با افزودن عناصر آلیاژی از قبیل كربن، بور و آلومینیم به پوشش TiN و

یک مطلب دیگر :

ایجاد پوششهای چندتایی اكثر خواص آنها مانند سختی، مقاومت به سایش، پایداری حرارتی در دمای
بالا و مقاومت به اكسیداسیون بهبود می یابد. همچنین بوسیله انجام عملیات نیتروژن دهی پلاسمایی
بر روی سطح قبل از پوشش دهی، چسبندگی پوشش با زمینه را به طور چشمگیری می توان افزایش
داد. همچنین در روش PACVD با افزایش ولتاژ دستگاه و فشار كل محفظه و همچنین دبی گاز
پیش ماده، نرخ رشد لایه افزایش می یابد.

مقدمه
نیتریدهای فلزی به خاطر سختی بالا و پایداری شیمیایی، مواد مناسبی برای پوشش های نازك
صنعتی هستند. این پوشش ها اغلب دارای نقطه ذوب و سختی بالا، هدایت حرارتی و الكتریكی و
مقاومت به خوردگی خوب می باشند. این خواص، كاربردهای وسیع آنها را ممكن ساخته كه برای مثال

می توان موانع نفوذی در میكروالكترونیك، پوشش های مقاومت به سایش در ابزارهای برشی، مقاومت
به خوردگی و فرسایش لایه های روی ابزارهای مكانیكی و اپتیكی را نام برد. پوشش های نیتریدی
و رسوب شیمیایی بخار (1 (CVD فلزی می توانند به وسیله روش های رسوب فیزیكی بخار (PVD)
رسوب داده شوند. در روش PVD معمولا سرعت رسوب گذاری و یكنواختی آن كمتر است، در ضمن
پوشش های ایجاد شده در روش PVD به بعضی پوشش های حائل نیاز دارند كه باعث پیچیده شدن
فرآیند پوشش دهی و افزایش هزینه می شود. روش CVD معمولی نیاز به درجه حرارت بالا به منظور
فعال كردن فاز گازی و انجام واكنش های سطحی برای ایجاد لایه فیلم جامد در روی سطح دارد كه
ممكن است باعث خسارت و یا تخریب مواد حساس به درجه حرارت شود.
كاربردهای صنعتی پوششهای سخت و مقاوم به سایش حدود 30 سال پیش با روش CVD شروع شد.
درجه حرارت این فرآیند كه بین 800-1000 درجه سانتیگراد بود این روش را به استفاده از مواد
پایدار در برابر حرارت مانند كاربیدهای سمانته محدود می كرد. گاهی اوقات فولادهای ابزار نیز كه
تلورانس ابعادی نسبتا پایین داشتند بطوریكه احتمال تغییرات ابعادی در آنها بعد از پوشش دهی و
عملیات حرارتی پس از آن كم بود، با این روش پوشش داده می شد. توسعه و پیشرفت روشهای
PVD در دهه 80 موجب ترقی و پیشرفت پوشش دهی فولادهای ابزاری گرم كار و تندبر شد زیرا

درجه حرارت این روش معمولا از 500 درجه سانتیگراد تجاوز نمی كند و كمتر از دمای تمپر این
فولادها می باشد. با این حال نیاز به فشار كم در روشهای 0/1-1Pa) PVD) و همچنین خطی بودن
پوشش دهی آنها و نیاز به چرخش نمونه جهت ایجاد پوشش همگن و یكنواخت، باعث بروز مشكلاتی
در پوشش دهی قطعات صنعتی از قبیل قالبهای دایكاست، قالبهای تزریق پلاستیك و همچنین
قالبهای شكل دهی ورق در مقایسه با ابزارهای برشی شده است.
1 معمولا برای غلبه بر مشكلات فوق از روش رسوب شیمیایی بخار به كمك پلاسما (PACVD)
استفاده می شود كه تركیبی از مزایای روش CVD و PVD را شامل می شود. در این روش پلاسما
با فراهم كردن محیطی از گاز یونیزه شده، و با تشكیل ذرات فعال شده كه به پیش ماده شیمیایی
حمله می كنند، باعث می شود كه پیش ماده در دمای كمتری نسبت به سایر روش های فعال شونده