Для покриття матеріалів в наш час використовується цілий комплекс різних технологій. Є технології вакуумного покриття, електронно-протонного випромінювання, високотемпературний синтез і багато інших.
Покриття стали нітридом титану
У сучасному світі все більш популярними стають “позолочені” декоративні прикраси і вироби. У промисловості це зміцнення (напилення) інструментів і деталей нітридом титану. Даний хімічний елемент має як зовнішнім декоративним виглядом, так і цінними експлуатаційними якостями, високою твердістю, стійкістю і хімічною інертністю. У промисловості нанесення покриття нітридом титану здійснюється:
Покриття стали нітридом титану за методами осадження дає добрі результати за якістю, але вимагає технічно складних установок (вакуумних, парогазових) на промислових підприємствах. Крім того, це вимагає специфічного обладнання, матеріалів і промислових газів (наприклад, азоту). До того ж у гальванічних цехах утворюються отруйні відходи.
Плазмові установки. Процес
В установках плазмового типу покриття нітридом титану здійснюється електро-плазмовими розпилювачами з застосуванням готового порошкового сировини (нітрид титану в порошковій формі). Плазмотрони для розпилення порівняно нескладні, процес там відбувається без вакууму і особливої газового середовища. Але в цілях скорочення окислення нітриду титану киснем для утворення плазми застосовується аргон. Він має інертними властивостями. В СВЧ-плазмотроні застосовується азот. Таку порошкову технологію покриття можна застосовувати в невеликих обладнаних приміщеннях, наприклад в приватному бізнесі.
Недоліки способу плазмового напилення
В установках плазмового типу технологія покриття нітридом титану має такі недоліки:
- слабка адгезія. Міцність прикріплення покриття поступається методам PVD або CVD, напилення схильне відстоюватися;
- плівка, що покриває поверхню, суворо нерівномірна;
- декоративні властивості такої плівки невисокої якості;
- напилення за певний проміжок часу може проводитися кілька разів, тому виріб схильна до зносу.
Очевидно, що якщо покриття нітридом титану здійснюється в невеликих, мало обладнаних приміщеннях, результат має суттєві недоліки. Таке покриття використовують лише в декоративних цілях. Наприклад, таке якість потрібно у виробництві сувенірних продуктів, на меблевій фурнітурі, біжутерії і т. д.
Вогняна технологія
З високотемпературного синтезу покриття нітридом титану проводиться в закритих реакторах із застосуванням нагріву вже готового виробу. У таких установках покриття, виходить чистим і однорідним. По міцності, твердості і тугоплавкости воно перевершує відомі композитні матеріали.
Нагрівання реактора до високих температур відбувається за рахунок екзотермічних процесів. В результаті реакції декількох хімічних елементів формується деталь. Температура досягає 4000 градусів. Так можна отримати відмінний чистий нітрид, диборит титану, кремнію і алюмінію та інших матеріалів з готовими покриттями. Процес покриття нітридом титану у варіантах високотемпературного порошкового синтезу виробляти можна і додатково. У нових СВС-реакторах будь-який матеріал виходить незвичайним і вишукано декоративним.
Переваги матеріалів, покриті нітридом титану
До них відносяться:
- значна опірність до механічних пошкоджень;
- різноманітні кольори покриттів;
- функціональна довговічність;
- екологічність інноваційного виробництва;
- зручність та легкість в роботі;
- застосовується у багатьох сферах виробництва, від прикрас (золочення) куполів церков до виробництва сувенірів.
Можна стверджувати, що у виробництві ціна покриття з нітриду титану набагато нижче, ніж в інших виробництвах, де потрібно золоте напилення. Приміром, один квадратний метр листа з нержавіючої сталі з позолотою” обійдеться приблизно в 2,5 тис. рублів. Покриття TiN не тьмяніє, захищає матеріал від іржі. Термін служби оболонки нітриду титану значно довше. Таке з’єднання стійке до температур в 800 градусів.
Висновок
Здійснюване покриття має багато особливостей. Покриття нітридом застосовується у виготовленні інтегральних мікросхем, тому що цей матеріал є і провідником, і ізолятором. Нанесення напилення надає поверхні різні квітки, вироби виходять більш декоративними. Це колір золота, бордовий, зелений і синій, а також срібний і малиновий Всі вони стабільні, не вигорають і не розмиваються.
