טכנולוגיית ואקוםממלא תפקיד מכריע במדע ובתעשייה המודרנית, והטיפול פני השטחאיכות התא ואקום, כמרכיב הליבה של מערכת הוואקום, משפיע ישירות על הביצועים והאמינות שלמערכת ואקום. טיפול פני השטח של תאי ואקום צריך לא רק להבטיח אטימות טובה ועמידות בפני קורוזיה, אלא גם למזער תופעות כמו שחרור גז וספיחה כדי לשמור עלסביבת ואקום גבוה.
שיטות טיפול משטח נפוצות עבור תאי ואקום
(1) ניקוי
1. ניקוי ממס
השתמש בממיסים אורגניים מתאימים כגון אצטון, אתנול וכו' כדי להסיר מזהמים כגון שומן ולכלוך מפני השטח של תא הוואקום. שיטה זו פשוטה וקלה ליישום, אך יעילותה מוגבלת לכמה כתמים עקשניים.
2. שטיפת חומצה
השתמש בתמיסות חומציות כגון חומצה הידרוכלורית, חומצה גופרתית וכו' להסרת תחמוצות וחלודה ממשטחי מתכת. יש לשים לב לשליטה בריכוז תמיסת החומצה ובזמן הטיפול כדי למנוע קורוזיה מוגזמת.
3. שטיפה אלקלית
עבור חלק ממזהמי שמן, כביסה אלקלית יכולה להיות בעלת אפקט הסרה טוב. בינתיים, שטיפה אלקלית גם עוזרת לשפר את המבנה המיקרו של משטחי מתכת.
,עקרונות ומאפיינים של שיטות ניקוי
ניקוי ממסים מסתמך בעיקר על השפעת ההמסה של ממסים אורגניים להסרת מזהמים; שטיפת חומצה ושטיפת אלקלי משתמשת בתגובות כימיות כדי להסיר מזהמים ספציפיים. שיטת הניקוי פשוטה לתפעול, אך ייתכנו מקרים של ניקוי לא שלם.
חיטוי ירייה
החבטת ירייה היא תהליך עבודה קרה המשתמש בכדורים כדי להפציץ את פני השטח של חומר עבודה ולהשתלת מתח לחיצה שיורי כדי לשפר את חוזק העייפות שלו.
לאחר טיפול בפיצוץ, הלכלוך על פני חומר העבודה מוסר, פני השטח של חומר העבודה אינם ניזוקים ושטח הפנים גדל. בשל העובדה כי פני השטח של חומר העבודה אינם ניזוקים במהלך העיבוד, האנרגיה העודפת הנוצרת במהלך העיבוד עלולה לגרום לחיזוק פני השטח של מצע היצירה. על ידי שימוש באימפלר מסתובב במהירות גבוהה כדי לזרוק כדורי פלדה קטנים או כדורי ברזל החוצה ולהשפיע על פני החלקים במהירות גבוהה, ניתן להסיר את שכבת התחמוצת על פני החלקים.
התזת חול
התזת חול היא תהליך של ניקוי וחספוס פני השטח של המצע תוך שימוש בהשפעה של זרימת חול במהירות גבוהה. אוויר דחוס משמש ככוח המניע ליצירת קרן סילון במהירות גבוהה המרססת חומרים (עפרות נחושת, חול קוורץ, חול יהלומים, חול ברזל, חול היינאן) על פני השטח של חומר העבודה המיועד לטיפול, מה שגורם לשינויים במראה. או צורת המשטח החיצוני של חומר העבודה.
1. ארוז את משטח האיטום וקצה החיתוך של החדר כדי למנוע ריסוס חול;
2. התזת תא בחול לפי דרישות המשתמש (באמצעות חול מוליבדן 120 וקערת מוליבדן 80 ביחס של 2:1)
3. לאחר ריסוס החול יש לשטוף את החדר במים נקיים, לייבש אותו באקדח אוויר ולאחר מכן לנגב אותו באלכוהול. תן לו להתייבש באופן טבעי במשך חצי יום.
ליטוש מכני
ליטוש מכני היא שיטת ליטוש להשגת משטח חלק על ידי חיתוך ועיוות פלסטי של משטח החומר להסרת החלקים הקמורים לאחר הליטוש. בדרך כלל משתמשים במקל נפט, גלגל צמר, נייר זכוכית וכו', והשיטה העיקרית היא פעולה ידנית. חלקים מיוחדים כגון משטח סיבובי יכולים להשתמש בכלי עזר כגון שולחן סיבובי, וניתן להשתמש בליטוש אולטרה דיוק עבור אלה עם דרישות איכות משטח גבוהות. ליטוש אולטרה דיוק הוא שימוש בכלי השחזה שתוכננו במיוחד, הנלחצים בחוזקה על פני השטח של חומר העבודה המעובד בתמיסת ליטוש המכילה חומרים שוחקים, ועוברים תנועה סיבובית במהירות גבוהה. טכנולוגיה זו יכולה להשיג חספוס פני השטח של Ra0.008 מיקרומטר, שהוא הגבוה ביותר מבין שיטות הליטוש השונות. שיטה זו משמשת בדרך כלל עבור תבניות עדשות אופטיות.
ליטוש כימי
ליטוש כימי הוא תהליך המאפשר לחלקי המיקרו הבולטים והקעורים של החומר להתמוסס עדיפות בתווך כימי, וכתוצאה מכך משטח חלק. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שאינה דורשת ציוד מורכב, יכולה ללטש חלקי עבודה בעלי צורות מורכבות, יכולה ללטש חלקי עבודה רבים בו זמנית, ובעלת יעילות גבוהה. סוגיית הליבה של ליטוש כימי היא התצורה של פתרון ליטוש. חספוס פני השטח המתקבל על ידי ליטוש כימי הוא בדרך כלל בסביבות 10 מיקרומטר.
ליטוש אלקטרוליטי
The basic principle of electrolytic polishing is the same as chemical polishing, which relies on selective dissolution of small protrusions on the surface of the material to make the surface smooth. Compared with chemical polishing, it can eliminate the influence of cathodic reactions and achieve better results. The electrochemical polishing process is divided into two steps: (1) macroscopic leveling, dissolution products diffuse into the electrolyte, and the geometric roughness of the material surface decreases, with Ra>1 מיקרומטר. (2) פילוס מיקרו, קיטוב אנודי ובהירות פני השטח גדלים, עם Ra<1 μ m.
(1) שפר מאוד את עמידות בפני קורוזיה פני השטח. עקב פירוק סלקטיבי של אלמנטים על ידי ליטוש אלקטרוליטי, נוצר סרט שקוף מוצק צפוף וחזק על פני השטח, ונוצר משטח שווי פוטנציאל, ובכך מבטל ומפחית קורוזיה של מיקרו סוללות.
(2) משטח המיקרו לאחר ליטוש אלקטרוליטי חלק יותר ובעל רפלקטיביות גבוהה יותר בהשוואה לליטוש מכני.
(3) ליטוש אלקטרוליטי אינו מוגבל על ידי הגודל והצורה של חומר העבודה. ניתן ליישם ליטוש אלקטרוליטי על חלקי עבודה שאינם מתאימים לליטוש מכני, כגון הדפנות הפנימיות של צינורות דקים, עיקולים, ברגים, אומים, והדפנות הפנימיות והחיצוניות של מיכלים.
ציוד לעיבוד מראות אנרגיה מילימטר
כתהליך ליטוש חדש, יש לו יתרונות ייחודיים בעיבוד סוגים רבים של רכיבי מתכת. יכול להחליף ציוד ותהליכי גימור משטח מתכת מסורתיים כגון מכונות שחיקה, מכונות גלגול, מכונות קידוח וגלגול, מכונות השחזה, מכונות ליטוש, מכונות רצועות חול וכו'; מה שהופך עיבוד חלקות גבוה של חלקי עבודה ממתכת לנוח. הוק יכול לא רק ללטש, אלא גם להביא יתרונות רבים נוספים: הוא יכול לשפר את חלקות פני השטח של חומר העבודה המעובד ביותר מ-3 רמות (ערך החספוס Ra יכול להגיע בקלות מתחת ל-0.2); וקשיחות המיקרו של חומר העבודה גדלה ביותר מ-20%; ושיפר מאוד את עמידות בפני הבלאי ועמידות בפני קורוזיה של חומר העבודה. ניתן להשתמש בהוק לעיבוד חלקי עבודה שונים מנירוסטה ושאר חלקי מתכת.
ליטוש אולטראסוני
מניחים את חומר העבודה בתרחיף שוחק ומניחים אותו יחד בשדה קולי, תוך הסתמכות על תנודה של גלים אולטרסאונדים כדי לטחון ולהבריק את החומר השוחק על פני השטח של חומר העבודה. לעיבוד אולטראסוני יש כוח מקרוסקופי נמוך ולא יגרום לעיוות של חומר העבודה, אך קשה לייצר ולהתקין את המתקן. ניתן לשלב עיבוד אולטראסוני עם שיטות כימיות או אלקטרוכימיות. על בסיס קורוזיה ואלקטרוליזה של התמיסה, רטט קולי מוחל כדי לבחוש את התמיסה, מה שגורם לניתוק המוצרים המומסים על פני חומר העבודה ולקורוזיה או אלקטרוליט ליד פני השטח להיות אחידים; אפקט הקוויטציה של אולטרסאונד בנוזל יכול גם לדכא את תהליך הקורוזיה ולקדם הבהרת פני השטח.
ליטוש נוזלי
ליטוש נוזלי מסתמך על זרימה מהירה של הנוזל והחלקיקים השוחקים הנישאים על ידו כדי לשטוף את פני השטח של חומר העבודה כדי להשיג את מטרת הליטוש. השיטות הנפוצות כוללות עיבוד סילון שוחק, עיבוד סילון נוזלי, טחינה דינמית נוזלית וכו'. השחזה דינאמית של נוזלים מונעת על ידי לחץ הידראולי, הגורם למדיום הנוזלי הנושא חלקיקים שוחקים לזרום קדימה ואחורה במהירות גבוהה על פני השטח של חומר העבודה. המדיום עשוי בעיקר מתרכובות מיוחדות (חומרים דמויי פולימר) עם יכולת זרימה טובה בלחצים נמוכים יותר ומעורבבים עם חומרי שוחקים, שיכולים להיות עשויים מאבקת סיליקון קרביד.
השחזה והברקה מגנטית
השחזה והברקה מגנטית הוא תהליך של שימוש בחומרים שוחקים מגנטיים ליצירת מברשות שוחקות תחת פעולת שדה מגנטי לטחינה ועיבוד של חלקי עבודה. לשיטה זו יעילות עיבוד גבוהה, איכות טובה, שליטה קלה בתנאי העיבוד ותנאי עבודה טובים. על ידי שימוש בחומרים שוחקים מתאימים, חספוס פני השטח יכול להגיע ל-Ra{{0}}.1 מיקרומטר. הליטוש בעיבוד תבניות פלסטיק שונה מאוד מליטוש פני השטח הנדרש בתעשיות אחרות. למהדרין, ליטוש של תבניות צריך להיקרא עיבוד מראה. יש לו לא רק דרישות גבוהות לליטוש עצמו, אלא יש לו גם סטנדרטים גבוהים לשטיחות פני השטח, חלקות ודיוק גיאומטרי. ליטוש משטח בדרך כלל דורש רק קבלת משטח מבריק. התקן לעיבוד מראה מחולק לארבע רמות: AO=Ra0.008 מיקרומטר, A1=Ra0.016μm,A{ {8}}Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm, עקב הקושי בשליטה מדויקת על הדיוק הגיאומטרי של חלקים באמצעות שיטות כמו ליטוש אלקטרוליטי וליטוש נוזלי, ואיכות פני השטח הבלתי מספקת של שיטות כמו כימיקלים ליטוש, ליטוש קולי, וליטוש שוחק מגנטי, ליטוש מכני הוא עדיין השיטה העיקרית לעיבוד מראה של תבניות מדויקות.
טיפול המרה כימית
1. טיפול בפוספטינג
צור סרט פוספט על משטח המתכת כדי לשפר את עמידות בפני קורוזיה והידבקות ציפוי.
2. טיפול בכרומט
יצירת סרט המרת כרומט יכולה לשפר את עמידותן בפני קורוזיה של מתכות, אך היישום שלה מוגבל בגלל בעיות סביבתיות.
טיפול בפוספטציה וטיפול בכרומט יוצרים סרט מגן על פני השטח באמצעות תגובות כימיות, שיפור עמידות בפני קורוזיה. יחסית פשוט וקל ליישום,
חמצון אנודי
משמש בעיקר למתכות כגון סגסוגות אלומיניום ליצירת סרט תחמוצת צפוף על פני המתכת, שיפור עמידות בפני קורוזיה וקשיות.
השימוש בעקרונות אלקטרוכימיים ליצירת סרטי תחמוצת על משטחי מתכת הוא בעל ביצועים טובים, אך ישים רק למתכות ספציפיות.
הבחירה והיישום של שיטות טיפול פני השטח עבור תאי ואקום הם קריטיים לביצועים של מערכות ואקום. על ידי בחירת שיטות מתאימות כגון ניקוי, התזת חול, ליטוש, ציפוי וטיפול המרה כימי, ניתן לשפר ביעילות את ביצועי פני השטח של תאי ואקום כדי לענות על הצרכים של תחומים שונים ותרחישי יישום.
ביישומים מעשיים, יש צורך לשקול באופן מקיף גורמים שונים, לבחור בשיטת טיפול פני השטח המתאימה ביותר ולחזק את בקרת האיכות והבדיקות כדי להבטיח את האמינות והיציבות של תא הוואקום.
