A nanokoáló gép egy speciális eszköz, amely a nanotechnológiát használja a nano - fóliák letétbe helyezéséhez a célanyagok felületén, hogy javítsák tulajdonságaikat. Az alapelv az, hogy az atom- vagy molekuláris réteg bevonóanyagokat fizikailag vagy kémiailag felhalmozjuk a szubsztrát felületére, hogy ultravékony funkcionális rétegeket képezzenek, általában 1 és 100 nanométer között. Ez a pontos vastagságvezérlés lehetővé teszi a bevonat számára, hogy fenntartsa a szubsztrát anyag belső tulajdonságait, miközben új funkciókat biztosít, mint például a korrózióállóság, a kopásrezisztencia, az oxidációs ellenállás és az optikai moduláció.
A Nano - bevonógép legfontosabb technológiai folyamata:
Szubsztrát felület pre - Kezelés:
A szennyező anyagokat, például az olajat és az oxidokat eltávolítják a szubsztrát felszíni szubsztrát felületéről a kémiai tisztítás (pl. Sav/lúgos oldatok) és a fizikai tisztítás (pl. Ultrahangos tisztítás) kombinációjából, hogy az atomilag tiszta felület biztosítsa. A félvezető ostya tisztításához például a felületi érdességet kevesebb, mint 50 nm -es szabályozáshoz szükséges a bevonási hibák elkerülése érdekében.
Vákuum környezeti ellenőrzés:
A Pre - kezelt szubsztrátot vákuumkamrába helyezzük (akár 10-3-10–6 pa nyomás), hogy kiküszöböljék az aktív gázok, például az oxigén és a vízgőzök beavatkozását, megakadályozzák a bevonó anyag oxidációját, és minimalizálják a bevonott részecskék szétszóródását a gázmolekulákkal, biztosítva a 3%-nál kevesebb mint 3%-nál.
Vékony film lerakódási technikák:
Fizikai gőzlerakódás (PVD):
Ide tartoznak a termikus elpárologtatás (például az alumínium elektronnyaláb -fűtése, hogy a film kondenzáción keresztül) és a porlasztást (magas - Energy argon ionok bombázzák az atomokat). Ez alkalmas fémek, ötvözetek és egyszerű vegyületek filmeinek elkészítésére, magas tisztaságú és stabil eljárással rendelkezik, és széles körben használják az optikai filmek (pl.
Kémiai gőzlerakódás (CVD):
A vékony fóliákat kémiai reakciók képezik a szubsztrát felületén lévő gáznemű reagensek, amelyek rugalmas összetétel -ellenőrzést biztosítanak. Alacsony - Nyomás kémiai gőzlerakódás (LPCVD) Equenes bevonatot egy nagy szubsztráton, amelyet szilícium -dioxid -szigeteléshez használnak félvezető chipsen; Plazma - továbbfejlesztett kémiai gőzlerakódás (PECVD) magas - sűrűségű filmek alacsony hőmérsékleten (<50°C) to protect temperature-sensitive flexible electronic devices. Post-treatment and characterization:
A lerakódás után a filmek további kezelést igényelnek tulajdonságaik, például az izzítás (a kristályosság javítása érdekében) és az ionbombázás (a felület sűrűsége érdekében) optimalizálása érdekében. A pásztázó elektronmikroszkópiát (SEM) használják a felületi morfológiának megfigyelésére, x - sugár diffrakciót (XRD) használnak a kristályszerkezet elemzésére, és a Force Mikroszkópos (AFM) a felületi durvaság mérésére (pontosság) használják annak biztosítása érdekében, hogy a film vastagsága, összetétele és mechanikai tulajdonságai a specifikációkhoz kapcsolódjanak.
A nanokoáló berendezések technikai előnyei:
Pontos vastagságvezérlés:
A párolgási sebesség (0,1–5 nm/s), a porlasztási teljesítmény vagy az atomréteg-lerakódás ciklusainak számának beállításával a vastagság pontosan szabályozható egyetlen atomrétegből (0,3 nm) a mikronokhoz (10 μm), hogy megfeleljen a különféle alkalmazásoknak (pl. Egy ujjlenyomat-bizonyító bevonat egy mobiltelefon-képernyőn 5-10 nm vastagsághoz szükséges).
Sokoldalú kompozíció:
A fémeket (pl. Ezüst, arany), oxidokat (pl. Titán -dioxid, szilícium -dioxid), szén - alapú anyagokat (például gyémánt - mint a szén) és a nitridet (például a hordható titán -nitridet), valamint a dombos ellenállás, a korrózió ellenállás és az optikális fokozódás kiegészítő kombinációinak elérése (a korrózió ellenállás és az optikális javítás több száza (például a kopás -ellenállással). a merevség növelése).
Szubsztrát kompatibilitása:
Legyen lapos (pl. Üveg, szilícium ostya), ívelt (pl. Lencse) vagy komplex 3D -s szerkezetek (pl. Porózus kerámia), a gőzlerakódás kiküszöböli a hagyományos bevonási módszerek korlátozásait, és a folyamatparaméterek beállításával egyenletes bevonatot érhet el.
Nanokoáló berendezések alkalmazása:
Optikai alkalmazások:
A telefon kameramodulja többrétegű nanocoatings -t használ (pl. Magnézium -fluorid anti - Reflective bevonat + alumínium reflektív bevonat), hogy elérje a 98% -nál nagyobb látható fényátadást és az infravörös levágást, mint a 95% -ot a kép egyértelműségének javítása érdekében.
Az autó fényszóró -lencsén lévő hidrofób bevonatok (a110 -nél nagyobb érintkezési szög) csökkentik a víz tapadását és biztosítják az éjszakai biztonságos vezetést.
Anti - A napelemek reflektív bevonata (pl. A cink -oxid/titán -dioxid kettős réteg, akár 15% -kal növelheti az abszorpciós hatékonyságot, és hozzájárulhat a fotovoltaikus ipar költségmegtakarításához. Elektronika és információs technológia:
A félvezető ostyák kapu -oxidrétegét (szilícium -dioxid -film, 10 nm vastag) ALD technológiával készítik, hogy biztosítsák a tranzisztorok kapcsolódását a GHz -en.
Az 5G telefonos antennák fémbevonata, például egy réz/nikkel kompozit film, javítja a jelátviteli hatékonyságot, és több mint1000 órán keresztül ellenáll a só spray -korróziós teszteknek.
A rugalmas áramköri táblák vízálló nanokátok (50 nm vastag) az IP68 vízálló besorolás, amely biztosítja az áramkör stabilitását nedves környezetben.
Energia és környezet:
A lítium - ion akkumulátor kerámia membránja (alumínium -oxid nano - film) javítja az elektrolit nedvesítését és meghosszabbítja az akkumulátor -ciklus élettartamát 30%-kal.
A szén - alapú vezetőképes film (2 μm vastag) egy hidrogén üzemanyagcellák bipoláris lemezén csökkenti az interfészi ellenállást és ellenáll az erős korróziónak (polarizációs görbe teszt<10 μA/cm2).
Az alacsony - emissziós bevonatok (fém -oxidrétegek) az üvegpoharakon télen szigetelést és nyáron hővisszafertést biztosítanak, az energiahatékonyság több mint 30%.
Orvosbiológiai alkalmazások:
A - gyémánt alakú szénfilm (5 mikron vastag) a mesterséges ízületen csökkenti a súrlódási együtthatót kevesebbre 0,1 -re, minimalizálva a csiszoló részecskék által okozott gyulladást.
Az antibakteriális bevonat az orvosi katéterek felületén (ezüst felszabadító titán -dioxid -fólia) hatékonyan gátolja a baktériumok adhézióját és 60%-kal csökkenti a fertőzés sebességét.
The moisturizing coating on contact lenses (polyethylene glycol polymer film) improves oxygen permeability (>200 dk/t), csökkenti a fehérje lerakódását és javítja a hordható kényelmet.