Implantatsiyalash texnologiyasi Reja

Implantatsiyalash texnologiyasi
Reja:

1. 
   Qoplamalar qoplashning usullari tasnifi;
   
2. 
   Qoplama qoplashning termo‒kimyoviy usullari;
   
3. 
   Qoplama qoplashning fizikaviy usullari.
   

Avvalgi ma’ruzada biz siz bilan qoplamalar turlari haqida qisqacha ma’lumotga ega bo’lgan edik. Endigi ma’ruzamizda biz siz bilan qoplamalar qoplashning usullari haqida batafsil to’xtalib o’tamiz.
Qoplama qoplama qoplashning to’rt xil shartli usullarga bo’lib o’rganish mumkin:

• 
  birinchi guruhga xos usullarda qoplamalar qoplash asosan diffuzion reaktsiyalar hisobiga, ya’ni qoplanuvchi element va detal strukturasi bilan o’zaro jarayon asosida;
  
• 
  ikkinchi guruhga xos qoplamalarda asosan jarayon par‒gaz qorishmasi bilan ta’siri asosida hosil bo’ladi. Bunda qoplash jarayoni metall va uni tashuvchi‒ gaz yordamida amalga oshadi. Ayni jarayonda asosiy vazifani detal substrukturasiva interdiffuzion reaktsiyalar o’ynaydi;
  
• 
  uchinchi guruhga qoplamalar qoplash usuliga kimyoviy va plazmokimyoviy reaktsiyalar hisobiga yuzani to’yintirish tushuniladi;
  
• 
  to’rtinchi guruh qoplamalar qoplash usuliga yuqori energiyali mexanik zarrachalar yoki plazma yordamida yuzalarni to’yinishi tushuniladi.
  

Birinchi usul bilan qoplamalar hosil qilishga kimiyoviy‒termik usulda qoplama qoplash kiradi. Bu usulda qoplama qoplash qattiq fazadan, suyuq fazadan va gaz fazadan to’yintirilishi mumkin. Diffuziyalanuvchi elementlar yuzaga hech qanday yordamchi jarayonsiz to’g’ridan – to’g’ri to’yintirish mumkin. Ayrim xollarda o’ziga xos kimiyaviy reaktsiya asosida amalga oshishi mumkin. Kimiyoviy –termik usul bilan yuzalar qoplanganda asosan azot va uglerod gaz fazadan, azotlash va tsementatsiyalash sho’’lalanuvchi razryadda, hamda borlash va silitsidlash h.k.
Diffuzion to’yinish natijasida detal yuza qatlami diffuziyalanuvchi elementdan iborat kristallokimiyoviy qatlam hosil qilib, uning tuzilishi va xossalari asosiy materialdan keskin farq qiladi va yuzani xossalarini keskin yaxshilaydi. Kimiyoviy –termik ishlov berish natijasida 10‒40 mkm qalinlikdagi qatlam qoplama olish mumkin. Bu esa o’z navbatida detallarni turg’unligini 1,5 – 2 marta oshirishga imkon beradi.
Eng keng tarqalgan kimiyoviy –termik ishlov berish usulliga elektruchqunli ligerlash (EUL) kiradi (2‒rasm). Bu usulda yuzani puxtalanishi anod materialini (qattiq qotishma) katodga (detalga) pulьsatsiyalanuvchi tok va yuqori haroratli uchqun razryadi yordamida hosil bo’ladi. Bu maxsus dastgohlarda amalga oshiriladi. Ularni ishlash printsipi quyidagicha:



2‒rasm. Elektruchqunli ishlov berish jarayoni umumiy sxemasi:
IG‒ impuls generatori, UR‒ uchqun razryadi, f ‒ elektrodni vibratsiya chastotasi, S‒ surish, A‒ anod, K‒ katod.

Kimyoviy‒termik ishlov berishda asosiy usullardan ya’na biri ionnli azotlashdir. Ionli azotlashda qoplama qalinligi 25‒30 mkm bo’lib, qattiqligi NV 1100‒1200 ga teng bo’ladi.

Bundan tashqari bu usulga termodiffuzion to’yintirish ham kiradi. Bu usulni mohiyati detal titan elementi mavjud bo’lgan kukun materiallarga detal botirilib qo’yiladiva vodorod muhitli pechda qizdiriladi va uni amalga oshirilishi uchun murakkabasbob‒ uskunalar talab etilmaydi.
Detalni pechda xarakati to’xtovsiz amalga oshiriladi va yuqori unumdorlikka ega bo’lib, soatiga 10‒15 mkm qoplama qoplanadi. Bu usulda ayrim kamchiliklar mavjud:

• 
  kukun qorishma tarkibida qo’shimchalarni mavjudligi;
  
• 
  konteynerni germetitsatsiya qilish muammosi;
  
• 
  qorishmani bir marta ishlatilishi.
  

Kimiyoviy‒termik ilov berish yoramida qoplamalar qoplash uncha katta foyda bermaydi. CHunki uning imkoniyatlari cheklangandir.
Ikkinchi guruh qoplamalar qoplash usullarida detal yuzasiga qoplama kimiyoviy usul bilan o’tkaziladi. Bu usul ham avvalgi usulga o’xshash jarayonlar kechadi, lekin bu usulda kondensat va asos orasida interdiffuzion reaktsiyalar asosiy rolni o’ynaydi. Qoplanadigan detal atrofida qoplanadigan elementlardan iborat gaz muhiti hosil qilinib, asos va kondensat orasida reaktsiyalar borishi uchun imkoniyat yaratiladi (3-rasm).
Bu usulda qoplama qoplash sxemasi quyidagicha.

3‒rasm. Gazfazadan kimiyoviy usul bilan qoplama qoplash sxemasi:
A‒ issiq devorli reaktor; B‒ sovuq devorli reaktor. 1- detal, 2‒ gaz muhiti, 3‒ gazni kirish va 4‒chiqish oynachalari, 5‒ devor, 6‒induktsion qizdirish.

Qizdirish harorati bo’lishi mumkin yuqori (850‒1200^oS ), o’rtacha (700‒850^oS ) va past (300‒600^oS).

Bu usul bilan qoplashning karbonitoid usuli (VNIITS) va GC, GM usullari «SANDVIK KAROMAT» firmalari tomonidan ishlab chiqilgan. Bu usul hosil qilingan qoplamalarda qoplama va asos orasida 0tish qatlami hosil bo’ladi. Bu qatlamni hosil bo’lishi interdiffuzion reaktsiyalar hisobiga amalga oshadi. Qoplama olish qurilmasi o’lchamlari: D=360 va L=900 mm atrofida olinishi mumkin. Ko’pgina chet el firmalari TiC, TiCN, TiN va Al₂O₃ kabi qoplamalar olish texnologiyalarini yo’lga qo’yganlar.
Uchinchi guruh qoplamalari qoplash usuli fizikaviy usul yordamida qoplamalarni o’tkazishga asoslangan. Bu usulda detal yuza qatlamini ionli tozlash imkoniyati mvjud bo’lib, plazmada amalga oshirish mumkin. Bunda detal yuzasi ionlar bilan bombardimon qilinishi natijasida yuzadagi iflosliklar olib tashlanadi va toza yuzaga qoplama qoplash imkoniyati yaratiladi. Bu usulni asosiy turlaridan biri ionli‒plazma yordamida qoplashdir. Mishendagi materialga manfiy elektr potentsiali berish bilan uni eritib ionli gaz hosil qilish hisobiga jarayon amalga oshiriladi. Buni turli xil texnik vositalar bilan katodli purkash, yuqori chastotali purkalish, magnitronli purkalish yordamida amalga oshirish mumkin. Ion plazmali qoplash gazi 5•10^‒2...10^‒1 bosimda amalga oshirilganligi sababli ionlar yuqori energiyaga ega bo’ladi. Bu esa o’z navbatida yuqori zichlikdagi va kuchli birikkan qoplama olish imkonini beradi.
Bu usulni yana bir turi ion‒nurli qoplama qoplash usulidir. Bunda mishen materialiga inert gazning yuqori energetik ion tutami yo’naltiriladi. Jarayon 10^‒3...10^‒2 Pa bosimda amalga oshiriladi. Mishendan otilib chiqqan yuqori energiyali metall ioni detal yuzasiga o’tiradi. SHunday usullardan biri reaktiv ion‒plazmali qoplash bo’lib, bunda plazma yordamida erigan metallaning murakkab tarkibli aktiv (reaktiv) gazi qoplanadi. Detal b\yuzasida plenka erigan metall va reaktiv gazni ta’sirida hosil bo’ladi. Raektiv gaz sifatida metan, metall karbid plenkasini hosil qilishda, kislorod oksidlarni, azot nitridlarni, selen pari selenoidlarni hosil qilishda qo’llaniladi. Gazni bosimini o’zgartirish bilan qoplamani komponent tarkibini o’zgartirish mumkin.
Bu usulda qoplama qoplashda yana ionli plakirovkalash ham qo’llaniladi. Qoplash usul 1974 yilda D.I.Mettoks tomonidan tavsiya etilgan bo’lib, jarayon katod‒asos va anod qizdirgich orasida yo’naluvchi razryad hosil qilish bilan amalga oshadi. Ionli plakirlash qiyin eruvchi elementni detal sirtiga o’tirishi bilan kechadi.
Bu guruh qoplamalar qoplashning eng mukammal ishlab chiqilgan usuli par‒plazma fazasidan vakuumda ionli bombardimon qilish usulidir. Qoplash qoplash uchun ishlatiladiga qurilmalar «BULAT», «PUSK» bo’lib, ular sanoatda keng tarqalgan. Ularda energiya va sarfi minimal miqdordadir.
To’rtinchi guruh qoplamalar qoplash usullariga plazmali va detonatsion usullarda qoplama qoplash kiradi.
Qizdirish harorati bo’lishi mumkin yuqori (850‒1200^oS ), o’rtacha (700‒850^oS ) va past (300‒600^oS).
Bu usul bilan qoplashning karbonitoid usuli (VNIITS) va GC, GM usullari «SANDVIK KAROMAT» firmalari tomonidan ishlab chiqilgan. Bu usul hosil qilingan qoplamalarda qoplama va asos orasida 0tish qatlami hosil bo’ladi. Bu qatlamni hosil bo’lishi interdiffuzion reaktsiyalar hisobiga amalga oshadi. Qoplama olish qurilmasi o’lchamlari: D=360 va L=900 mm atrofida olinishi mumkin. Ko’pgina chet el firmalari TiC, TiCN, TiN va Al₂O₃ kabi qoplamalar olish texnologiyalarini yo’lga qo’yganlar.
Uchinchi guruh qoplamalari qoplash usuli fizikaviy usul yordamida qoplamalarni o’tkazishga asoslangan. Bu usulda detal yuza qatlamini ionli tozlash imkoniyati mvjud bo’lib, plazmada amalga oshirish mumkin. Bunda detal yuzasi ionlar bilan bombardimon qilinishi natijasida yuzadagi iflosliklar olib tashlanadi va toza yuzaga qoplama qoplash imkoniyati yaratiladi. Bu usulni asosiy turlaridan biri ionli‒plazma yordamida qoplashdir. Mishendagi materialga manfiy elektr potentsiali berish bilan uni eritib ionli gaz hosil qilish hisobiga jarayon amalga oshiriladi. Buni turli xil texnik vositalar bilan katodli purkash, yuqori chastotali purkalish, magnitronli purkalish yordamida amalga oshirish mumkin. Ion plazmali qoplash gazi 5•10^‒2...10^‒1 bosimda amalga oshirilganligi sababli ionlar yuqori energiyaga ega bo’ladi. Bu esa o’z navbatida yuqori zichlikdagi va kuchli birikkan qoplama olish imkonini beradi.
Bu usulni yana bir turi ion‒nurli qoplama qoplash usulidir. Bunda mishen materialiga inert gazning yuqori energetik ion tutami yo’naltiriladi. Jarayon 10^‒3...10^‒2 Pa bosimda amalga oshiriladi. Mishendan otilib chiqqan yuqori energiyali metall ioni detal yuzasiga o’tiradi. SHunday usullardan biri reaktiv ion‒plazmali qoplash bo’lib, bunda plazma yordamida erigan metallaning murakkab tarkibli aktiv (reaktiv) gazi qoplanadi. Detal b\yuzasida plenka erigan metall va reaktiv gazni ta’sirida hosil bo’ladi. Raektiv gaz sifatida metan, metall karbid plenkasini hosil qilishda, kislorod oksidlarni, azot nitridlarni, selen pari selenoidlarni hosil qilishda qo’llaniladi. Gazni bosimini o’zgartirish bilan qoplamani komponent tarkibini o’zgartirish mumkin.
Bu usulda qoplama qoplashda yana ionli plakirovkalash ham qo’llaniladi. Qoplash usul 1974 yilda D.I.Mettoks tomonidan tavsiya etilgan bo’lib, jarayon katod‒asos va anod qizdirgich orasida yo’naluvchi razryad hosil qilish bilan amalga oshadi. Ionli plakirlash qiyin eruvchi elementni detal sirtiga o’tirishi bilan kechadi.
Bu guruh qoplamalar qoplashning eng mukammal ishlab chiqilgan usuli par‒plazma fazasidan vakuumda ionli bombardimon qilish usulidir. Qoplash qoplash uchun ishlatiladiga qurilmalar «BULAT», «PUSK» bo’lib, ular sanoatda keng tarqalgan. Ularda energiya va sarfi minimal miqdordadir.
To’rtinchi guruh qoplamalar qoplash usullariga plazmali va detonatsion usullarda qoplama qoplash kiradi.
Kimyoviy‒termik ishlov berishda asosiy usullardan ya’na biri ionnli azotlashdir. Ionli azotlashda qoplama qalinligi 25‒30 mkm bo’lib, qattiqligi NV 1100‒1200 ga teng bo’ladi.
Bundan tashqari bu usulga termodiffuzion to’yintirish ham kiradi. Bu usulni mohiyati detal titan elementi mavjud bo’lgan kukun materiallarga detal botirilib qo’yiladiva vodorod muhitli pechda qizdiriladi va uni amalga oshirilishi uchun murakkabasbob‒ uskunalar talab etilmaydi.
Detalni pechda xarakati to’xtovsiz amalga oshiriladi va yuqori unumdorlikka ega bo’lib, soatiga 10‒15 mkm qoplama qoplanadi. Bu usulda ayrim kamchiliklar mavjud:

• 
  kukun qorishma tarkibida qo’shimchalarni mavjudligi;
  
• 
  konteynerni germetitsatsiya qilish muammosi;
  
• 
  qorishmani bir marta ishlatilishi.
  

Kimiyoviy‒termik ilov berish yoramida qoplamalar qoplash uncha katta foyda bermaydi. CHunki uning imkoniyatlari cheklangandir.
Birinchi usul bilan qoplamalar hosil qilishga kimiyoviy‒termik usulda qoplama qoplash kiradi. Bu usulda qoplama qoplash qattiq fazadan, suyuq fazadan va gaz fazadan to’yintirilishi mumkin. Diffuziyalanuvchi elementlar yuzaga hech qanday yordamchi jarayonsiz to’g’ridan – to’g’ri to’yintirish mumkin. Ayrim xollarda o’ziga xos kimiyaviy reaktsiya asosida amalga oshishi mumkin. Kimiyoviy –termik usul bilan yuzalar qoplanganda asosan azot va uglerod gaz fazadan, azotlash va tsementatsiyalash sho’’lalanuvchi razryadda, hamda borlash va silitsidlash h.k.
Diffuzion to’yinish natijasida detal yuza qatlami diffuziyalanuvchi elementdan iborat kristallokimiyoviy qatlam hosil qilib, uning tuzilishi va xossalari asosiy materialdan keskin farq qiladi va yuzani xossalarini keskin yaxshilaydi. Kimiyoviy –termik ishlov berish natijasida 10‒40 mkm qalinlikdagi qatlam qoplama olish mumkin. Bu esa o’z navbatida detallarni turg’unligini 1,5 – 2 marta oshirishga imkon beradi.
Bu usul bilan qoplashning karbonitoid usuli (VNIITS) va GC, GM usullari «SANDVIK KAROMAT» firmalari tomonidan ishlab chiqilgan. Bu usul hosil qilingan qoplamalarda qoplama va asos orasida 0tish qatlami hosil bo’ladi. Bu qatlamni hosil bo’lishi interdiffuzion reaktsiyalar hisobiga amalga oshadi. Qoplama olish qurilmasi o’lchamlari: D=360 va L=900 mm atrofida olinishi mumkin. Ko’pgina chet el firmalari TiC, TiCN, TiN va Al₂O₃ kabi qoplamalar olish texnologiyalarini yo’lga qo’yganlar.
Uchinchi guruh qoplamalari qoplash usuli fizikaviy usul yordamida qoplamalarni o’tkazishga asoslangan. Bu usulda detal yuza qatlamini ionli tozlash imkoniyati mvjud bo’lib, plazmada amalga oshirish mumkin. Bunda detal yuzasi ionlar bilan bombardimon qilinishi natijasida yuzadagi iflosliklar olib tashlanadi va toza yuzaga qoplama qoplash imkoniyati yaratiladi. Bu usulni asosiy turlaridan biri ionli‒plazma yordamida qoplashdir. Mishendagi materialga manfiy elektr potentsiali berish bilan uni eritib ionli gaz hosil qilish hisobiga jarayon amalga oshiriladi. Buni turli xil texnik vositalar bilan katodli purkash, yuqori chastotali purkalish, magnitronli purkalish yordamida amalga oshirish mumkin. Ion plazmali qoplash gazi 5•10^‒2...10^‒1 bosimda amalga oshirilganligi sababli ionlar yuqori energiyaga ega bo’ladi. Bu esa o’z navbatida yuqori zichlikdagi va kuchli birikkan qoplama olish imkonini beradi.
Bu usulni yana bir turi ion‒nurli qoplama qoplash usulidir. Bunda mishen materialiga inert gazning yuqori energetik ion tutami yo’naltiriladi. Jarayon 10^‒3...10^‒2 Pa bosimda amalga oshiriladi. Mishendan otilib chiqqan yuqori energiyali metall ioni detal yuzasiga o’tiradi. SHunday usullardan biri reaktiv ion‒plazmali qoplash bo’lib, bunda plazma yordamida erigan metallaning murakkab tarkibli aktiv (reaktiv) gazi qoplanadi. Detal b\yuzasida plenka erigan metall va reaktiv gazni ta’sirida hosil bo’ladi. Raektiv gaz sifatida metan, metall karbid plenkasini hosil qilishda, kislorod oksidlarni, azot nitridlarni, selen pari selenoidlarni hosil qilishda qo’llaniladi. Gazni bosimini o’zgartirish bilan qoplamani komponent tarkibini o’zgartirish mumkin.
Bu usulda qoplama qoplashda yana ionli plakirovkalash ham qo’llaniladi. Qoplash usul 1974 yilda D.I.Mettoks tomonidan tavsiya etilgan bo’lib, jarayon katod‒asos va anod qizdirgich orasida yo’naluvchi razryad hosil qilish bilan amalga oshadi. Ionli plakirlash qiyin eruvchi elementni detal sirtiga o’tirishi bilan kechadi.
Bu guruh qoplamalar qoplashning eng mukammal ishlab chiqilgan usuli par‒plazma fazasidan vakuumda ionli bombardimon qilish usulidir. Qoplash qoplash uchun ishlatiladiga qurilmalar «BULAT», «PUSK» bo’lib, ular sanoatda keng tarqalgan. Ularda energiya va sarfi minimal miqdordadir.
To’rtinchi guruh qoplamalar qoplash usullariga plazmali va detonatsion usullarda qoplama qoplash kiradi.
Kimyoviy‒termik ishlov berishda asosiy usullardan ya’na biri ionnli azotlashdir. Ionli azotlashda qoplama qalinligi 25‒30 mkm bo’lib, qattiqligi NV 1100‒1200 ga teng bo’ladi.
Bundan tashqari bu usulga termodiffuzion to’yintirish ham kiradi. Bu usulni mohiyati detal titan elementi mavjud bo’lgan kukun materiallarga detal botirilib qo’yiladiva vodorod muhitli pechda qizdiriladi va uni amalga oshirilishi uchun murakkabasbob‒ uskunalar talab etilmaydi.
Detalni pechda xarakati to’xtovsiz amalga oshiriladi va yuqori unumdorlikka ega bo’lib, soatiga 10‒15 mkm qoplama qoplanadi. Bu usulda ayrim kamchiliklar mavjud:
XULOSA
Birinchi usul bilan qoplamalar hosil qilishga kimiyoviy‒termik usulda qoplama qoplash kiradi. Bu usulda qoplama qoplash qattiq fazadan, suyuq fazadan va gaz fazadan to’yintirilishi mumkin. Diffuziyalanuvchi elementlar yuzaga hech qanday yordamchi jarayonsiz to’g’ridan – to’g’ri to’yintirish mumkin. Ayrim xollarda o’ziga xos kimiyaviy reaktsiya asosida amalga oshishi mumkin. Kimiyoviy –termik usul bilan yuzalar qoplanganda asosan azot va uglerod gaz fazadan, azotlash va tsementatsiyalash sho’’lalanuvchi razryadda, hamda borlash va silitsidlash h.k.