Rivestimento dell'acciaio con nitruro di titanio. Tecnologia delle polveri

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Per coprire i materiali del nostro tempo, viene utilizzata un'intera gamma di diverse tecnologie. Esistono tecnologie di rivestimento sottovuoto, radiazione elettrone-protone, fusione ad alta temperatura e molte altre.

Rivestimento dell'acciaio con nitruro di titanio

Nel mondo moderno, gli ornamenti e i prodotti decorativi "dorati" stanno diventando sempre più popolari. Nell'industria, questo è l'indurimento (sputtering) di utensili e parti con nitruro di titanio. Questo elemento chimico ha sia un aspetto decorativo esterno che preziose qualità operative: elevata durezza, resistenza e inerzia chimica. Nell'industria, il rivestimento in nitruro di titanio viene effettuato:

1. Metodo di deposito sottovuoto. È implementato in vari modi: deposizione ionica, un sistema di condensazione in fase plasma e sputtering in installazioni magnetron: tecnologia PVD (Physical Vapor Deposition) o FOP.
2. Metodo di deposizione chimica da vapore: CVD (Chemical Vapor Deposition) o tecnologia CVD.
3. Spruzzatura al plasma in torce plasma a microonde.
4. Tecnologia SHS (sintesi ad alta temperatura autopropagante).

Il rivestimento dell'acciaio con nitruro di titanio mediante metodi di deposizione fornisce risultati di buona qualità, ma richiede installazioni tecnicamente complesse (vuoto, vapore-gas) nelle imprese industriali. Inoltre, richiede attrezzature specifiche, materiali e gas industriali (es. azoto). Inoltre, nei negozi di galvanica vengono generati rifiuti tossici.

Installazioni al plasma. Processo

Nelle installazioni di tipo plasma, il rivestimento al nitruro di titanio viene eseguito da spruzzatori elettroplasma utilizzando materie prime in polvere già pronte (nitruro di titanio in polvere). I plasmatron per la spruzzatura sono relativamente semplici, il processo viene eseguito lì senza vuoto e uno speciale ambiente gassoso. Ma per ridurre l'ossidazione del nitruro di titanio da parte dell'ossigeno, l'argon viene utilizzato per formare un plasma. Ha proprietà inerti. L'azoto viene utilizzato nella torcia al plasma a microonde. Questa tecnologia di verniciatura a polvere può essere utilizzata in piccole stanze attrezzate, come le aziende private.

Svantaggi del metodo di spruzzatura al plasma

Nelle installazioni di tipo plasma, la tecnologia di rivestimento al nitruro di titanio presenta i seguenti svantaggi:

• adesione debole. La forza di adesione del rivestimento è inferiore ai metodi PVD o CVD, la spruzzatura tende a stabilizzarsi;
• il film che ricopre la superficie è rigorosamente irregolare;
• proprietà decorative di un film del genere di scarsa qualità;
• Lo sputtering per un certo periodo di tempo può essere fatto più volte, quindi il prodotto tende a usurarsi.

Ovviamente, se il rivestimento al nitruro di titanio viene effettuato in locali piccoli e poco attrezzati, il risultato presenta notevoli inconvenienti. Questo rivestimento è utilizzato solo per scopi decorativi. Ad esempio, questa qualità è richiesta nella produzione di souvenir, accessori per mobili, gioielli, ecc.

Tecnologia antincendio

Nella sintesi ad alta temperatura, il nitruro di titanio viene rivestito in reattori chiusi mediante riscaldamento del prodotto finito. In tali installazioni il rivestimento si ottiene pulito ed uniforme. Supera i materiali compositi conosciuti in termini di resistenza, durezza e refrattarietà.

Il riscaldamento del reattore ad alte temperature si verifica a causa di processi esotermici. Come risultato della reazione di diversi elementi chimici, si forma una parte. La temperatura raggiunge i 4000 gradi. In questo modo si possono ottenere ottimi nitruri puri, diborite di titanio, silicio e alluminio e altri materiali con rivestimenti finiti. È inoltre possibile eseguire il processo di rivestimento con nitruro di titanio nelle varianti di sintesi di polvere ad alta temperatura. Nei nuovi reattori SHS, qualsiasi materiale risulta insolito e squisitamente decorativo.

Vantaggi dei materiali rivestiti in nitruro di titanio

Questi includono:

• resistenza significativa ai danni meccanici;
• varieta' di colori di rivestimento;
• durata funzionale;
• sostenibilità della produzione innovativa;
• comodità e facilità d'uso;
• è utilizzato in molte aree di produzione, dalla decorazione (doratura) delle cupole delle chiese alla produzione di souvenir.

Si può sostenere che il costo della placcatura in nitruro di titanio nella produzione è molto inferiore rispetto ad altri settori in cui è richiesta la placcatura in oro. Ad esempio, un metro quadrato di lamiera di acciaio inossidabile con "doratura" costerà circa 2,5 mila rubli. Il rivestimento TiN non si appanna e protegge il materiale dalla ruggine. La durata del guscio in nitruro di titanio è molto più lunga. Questa connessione è resistente a temperature di 800 gradi.

Conclusione

La copertura in corso ha molte caratteristiche. Il rivestimento al nitruro viene utilizzato nella produzione di circuiti integrati perché questo materiale è sia un conduttore che un isolante. La spruzzatura conferisce alla superficie un fiore diverso, i prodotti sono più decorativi. È il colore dell'oro, del bordeaux, del verde e del blu, nonché dell'argento e del cremisi. Sono tutti stabili, non sbiadiscono o sbiadiscono.