DIY离子镀钛机

Alchemier

原帖由 半导体 于 2007-6-20 12:31 发表
Alchemier仁兄不知你是那路大侠,看到你的帖子后觉得DIY等离子镀氮化钛非常简单,其实你这是误导.:em02:

仁兄何来误导之说呢?不明白.   
当初只是一个偶然的想法,不过现在我认为它有实现的可能了.我单位的设备基本都是与真空相关的,虽然我进这行不长,才一年多,但是理论知识与实际操作的经验还是有一些的.请相信上述想法是经过了认真的思考的结果..理由在上面说的够详细了,如果有不同看法,可以提出来我们一起探讨.

鹤山

:em26:

Alchemier

其实DIY离子镀钛机的最大问题前面方老大已经说的很清楚了，就是效费比不高。很明显，自己DIY由于功耗和场地的限制，只能做小的真空室，处理一两个小零件，这样做确实有些费力不讨好的感觉，所以我现在也在考虑是不是把感应加热这一块加进去，达到熔炼，精铸，热处理与表面处理共用一套设备，这样就可以提高DIY的兴趣和乐趣，当然由于前述的限制，也只能是玩儿小零件，不可能达到工业级生产的水平，不过我认为DIY的首要目的不是赚钱 而是打破技术垄断，分享智慧成果，所以有了本贴。

Alchemier

我想说的是，不要把某些贵重设备想象的那么神秘和遥不可及。其实最初的回旋加速器也不过就是两个半圆盒加一个高频振荡器，最初的磁控管也不过就是一个空心铜柱上面钻了一圈眼儿，只要明白了原理，有了相应的技术手段，就不难做。
真空镀膜已经有近150年的历史了，就算是磁控溅射也有近70年的历史了，随着现代技术的发展，真空获得技术越来越普及，气体放电技术也越来越精细，为我们提供了很多有利的条件。
当然毕竟不是大众消费产品，DIY起来有很大难度，有些难点我也正在考虑之中，希望能找到解决的办法。

半导体

楼上仁兄,我认为要想做出能实用的东西主要的不是原理而是工艺和实现工艺的条件.就拿真空磁空镀膜来说,要想镀出
牢固,膜层是均匀膜要有很多的必要条件 例如工件清洗,真空度, 靶材,气体纯度, 工件转动方式 加热,水冷等等. 我在国
家研究所从事真空镀膜已有十余年用过多种真空设备 有这方面的体会.  即使是小真空室必要的条件也要具备,常言道:
麻雀虽小,五脏俱全.

Alchemier

看来我得叫您老师了：），不过对于您的观点我还是不敢苟同，我说的是从无到有的问题，而您说的是从有到优的问题。不知您用过什么类型的镀膜机，是离子喷镀，还是蒸发镀，还是多弧离子镀，还是磁控溅射，还是离子化学镀？能不能说说它们的优缺点？我是没有实际操作过镀膜。但是真空设备的制作倒是参与过一些，从制造上来说您觉得有什么难度使得DIY不可能？有一点我没有说清楚，就是要达到10-2~10-6的真空度的话，就要上分子泵了，同样想问在0。5Pa左右的真空度下有没有可能镀出膜来？

Alchemier

如果离子镀对真空度的要求过高的话，就退一步先做真空感应加热了，试炼一下各种合金，呵呵

Alchemier

难点问题还是归结到真空泵，现在常用的旋片式机械泵振动大，噪音大，结构复杂，有被涡旋泵取代的趋势，而涡旋泵的渐开线曲线涡轮又是加工的难点，如果有了雕刻机，倒是可以试试DIY一个看看。

半导体

老师不敢当,现在讨论是DIY镀TiN的问题.若是你有足够资金往里投入,答案是肯定没问题 毕竟DIY不是开工厂.

Alchemier

是的，如果是离子镀钛的话，根据我的设计，全部选用国产件的话，也差不多要5万元，在DIY的条件下资金是有困难的

Alchemier

当然，如果真空度要求不高的话，就可以大大降低成本

Alchemier

没有床子急啊，什么都干不了，只好先纸上谈兵了

南挣北赚

你好:楼主你提出这个想法很好,最要紧是实施呀.我也很喜欢这个.也非常想做一台,还请楼主帮忙啊?我觉得真空室用家用的高压锅改装就行,真空泵也很好解决,就是起弧不知氩弧焊机能行吗,直流偏压不知用什么代替,市场上的整流器电压都很低如电瓶充电器最高才24V,也是脉冲,价格才200元.电流50A.上百V的很少啊,只有买5台串联用拉那就120V拉,你说的磁场是不是和电动机的旋转磁场一样,那样的话可用交流电也行啊.靶材,不知是啥样的,先用一块不锈钢板代替,实验好了在买钛.我想是不是在真空里经氩弧焊点击靶材,便由于真空原因使得焊接的熔点蒸发形成金属雾,由直流电正极到负级原理沉积到镀件上去的,另外在靶材外做一个象电机一样的旋转磁场约束一下金属雾,让其旋转,使镀层均匀,对吗?以上是我的理解,不对的请各位指教.我正准备做呢

南挣北赚

另外不知离子镀和溅射有啥区别.多弧就是多个氩弧焊机点击靶材的意思吗,我文化底不懂你们那些英文代号,我喜欢通俗一些的,我爱模型

南挣北赚

如果象楼主所说初步模型能镀上了,我们再逐步改进,使得真空镀不再神秘和遥不可及了,我有决心和信心同楼主一同走下去

半导体

楼上的朋友请你看一看薄膜物理方面的书籍后再考虑制作真空设备

Alchemier

原帖由 南挣北赚 于 2007-6-22 21:23 发表
你好:楼主你提出这个想法很好,最要紧是实施呀.我也很喜欢这个.也非常想做一台,还请楼主帮忙啊?我觉得真空室用家用的高压锅改装就行,真空泵也很好解决,就是起弧不知氩弧焊机能行吗,直流偏压不知用什么代替,市场上 ...

你好，
离子镀膜的原理是这样的：
首先把要镀的金属通过电弧放电的形式打成等离子体，等离子体就是物质的第四态（固体、液体、气体、等离子体），为什么要打成等离子体呢，是因为等离子体温度很高（在5000度到50000度左右），在这么高的温度下任何物质都气化了，而且其中的原子，因为温度太高互相碰撞剧烈，以至把其中的电子都打出来了，跑掉电子后的原子就成了带正电的离子，但是因为带正电的离子和带负电的电子电荷互相抵消了，整个气体呈电中性，因此叫等离子体。为什么要把金属打成等离子体呢，是因为如果直接采用固体加压力的办法是无法把一种金属和另一种金属牢固结合在一起的，而如果把金属烧熔化成液体呢，倒是可以浇在工件表面，但却无法保证膜层厚度一致，光滑均匀而且不破坏工件表面，那么把温度再加高一点使金属气化呢，倒是可以使金属气体最后沉积在工件表面，不过这样出来的膜层很微薄（只有很少一部分气体会沉积在工件表面，其他的都象灰尘一样跑的满处都是），而且不结实，一摸就掉。所以最后就只有选择等离子体了，等离子体的最大优势是可以通过在工件上加负电压，把等离子体中的正离子吸引到工件表面，在飞过去的过程中正离子会被加速，最后打在工件表面，由于具有一定能量，因此正离子会嵌入工件表面，从而获得牢固的膜层，同时由于有负电压吸引，因此大部分正离子都会被吸引到工件上去，镀膜效率很高。
所以，获得等离子体是镀膜的第一步。当然这里说的是物理镀膜的方法，如果是化学镀膜那就是通过化学反应了，普通说的电镀就是化学镀膜的一种。那个需要专门的化学药物，而不需要等离子体。
打的很累，恐怕你看的更累，先发上去。

南挣北赚

你好楼主:我不太懂的这个,我只是想尝试一下,我看到你说的一些资料就理解成以上所说,理论我不懂,我只是按照楼主所说的基本原理考虑的,关于电弧放电形成等离子,不是氩弧焊机点击靶材所产生的电弧吗

Alchemier

普通电镀成本低，易于实现，但是也有很多缺点，比如有毒物质、污染等等，而且很多物质镀不了，比如氮化钛，还有现在流行的手机上镀金属膜，因为塑料不导电，所以电镀也无能为力。这个有点扯远了。呵呵，下面回到正题。
前面讲的是原理性的知识，那么要实现这个目的需要哪些条件呢，下面就详细讲讲：

南挣北赚

你好半导体:我做这个是爱好,并不需要理论,我只想和楼主学习一下,做一台实验,如果能成,说明楼主成功了,我们做模型才有意义,也就是说你玩飞机模型还需要理解发动机的理论吗