پوشش‌های نانو‌ساختار فوق سخت با روش رسوب‌دهی فیزیکی بخار

علی‌رغم کاربرد وسیعی که پوشش دهی به روش رسوب فیزیکی بخار در صنایع مختلف پیدا کرده است، همچنان یکی از مهمترین چالش‌ها دستیابی به پوشش فوق سخت به کمک این روش است. تاکنون تحقیقات متنوعی جهت رسیدن به این هدف صورت پذیرفته است. یکی از مهم ترین روشهایی که رسیدن به این هدف را تا حد زیادی ممکن کرده است ایجاد پوشش های نانوساختار یا نانوپوشش می‌باشد. بررسی های انجام گرفته بر روی نانوپوشش ها نشان می دهد که خواص آن ها در بسیاری موارد نسبت به پوشش های معمولی بهبود چشمگیری دارد. نانوپوشش ها در مقایسه با پوشش های میکرومتری از ضریب انبساط حرارتی، سختی و چقرمگی بالاتر و همچنین مقاومت بیشتر در برابر خوردگی، سایش و فرسایش برخوردار هستند. تاکنون عمده تحقیقات انجام شده بر روی نانوپوشش ها مربوط به پوشش های با سختی بالا و فوق سخت بوده است. پوشش های فوق سخت پوشش هایی هستند که سختی آن ها بیشتر از 40 گیگا پاسکال است. دستیابی به نانو پوشش به روش pvd نیاز به کنترل بسیار دقیق پارامترهای فرایند مانند دمای زیرلایه، سرعت لایه نشانی، فشار محفظه، شدت جریان قوس کاتدی، ولتاژ بایاس و غیره دارد بطوریکه برای هر پوشش خاص مقدار پارامترها متفاوت است. پوشش های نانوساختاری که سبب افزایش سختی به میزان چشمگیری میشوند شامل دو دسته ابرشبکه ها و نانوکامپوزیت ها می باشند. در این تحقیق به معرفی این دو نوع از پوشش ها، خواص آنها و مکانیزم اثر آنها پرداخته می‌شود.

super-hard nanostructured coatings by physical vapor deposition method

despite the wide application that the physical vapor deposition method has found in various industries, one of the most important challenges is to achieve ultra-hard coating with the help of this method. so far, various researches have been done to achieve this goal. one of the most important methods that has made it possible to achieve this goal is the creation of nanostructured coatings or nano-coatings. investigations conducted on nano-coatings show that their properties are significantly improved in many cases compared to conventional coatings. compared to micrometer coatings, nano-coatings have a higher thermal expansion coefficient, hardness and toughness, as well as greater resistance to corrosion, wear and erosion. so far, most of the research done on nano-coatings has been related to high hardness and super hard coatings. ultra-hard coatings are coatings whose hardness is greater than 40 gpa. achieving nano-coating by pvd method requires very precise control of process parameters such as substrate temperature, deposition speed, chamber pressure, cathodic arc current intensity, bias voltage, etc., so that the values of the parameters are different for each specific coating. nanostructured coatings that cause a significant increase in hardness include superlattices and nanocomposites. in this research, these two types of coatings are introduced.