化學氣相沉積CVD的特點及其在模具上的應用
定義：采用含有膜層中各元素的揮發(fā)性化合物或單質(zhì)蒸氣，在熱基體表面產(chǎn)生化學反應，反應產(chǎn)物沉積在基體表面成膜。

⒈基本原理→簡單→化學反應式
反應類型 化學反應式
熱分解  SiH4 →Si+2H2
氫還原  TiCl4+2H2+1/2N2 →TiN+4 HCl
金屬還原  SiCl4+2Zn →Si+2ZnCl2
氧化 SiH4+O2 →SiO2+2H2

⒉CVD的主要工藝參數(shù)
⑴、溫度：T↑，反應速度↑ ↘
⑵、壓力：P↑，反應速度↑ →需高溫、高壓→最大問題
⑶、反應物配比：如Ti、N，Si、O要匹配

⒊CVD設(shè)備（以鍍TiN涂層為例）
工件置于氫氣保護下，加熱到1000-1050°C，然后以氫作為載氣把TiCl4和甲烷送入爐內(nèi)的反應室中，使TiCl4中的鈦與甲烷中的碳化合，形成碳化鈦。反應的副產(chǎn)物則被氣流帶出室外。
⑴、CVD的特點
①、設(shè)備簡單，適宜大批量生產(chǎn)。
②、薄膜與基體結(jié)合強度高。
③、可制備純度高、結(jié)構(gòu)高度完整的晶態(tài)薄膜，也可以沉積出非晶態(tài)薄膜。
④、可較準確地控制薄膜的化學成分及膜的結(jié)構(gòu)。
⑤、可制備純金屬膜、合金膜以及金屬間化合物膜，如鉻、硼、碳、硅、硼化物、硅化物、碳化物、氮化物、氧化物、硫化物、金剛石等薄膜，www.syfukang.com可作為耐磨、耐蝕、裝飾、光學等功能膜而得到廣泛應用。
⑵、主要缺點→薄膜沉積時要求工件的溫度高。如沉積氮化物、硼化物時，要加熱到900℃以上。

⒋等離子增強化學氣相沉積（PCVD）
⑴、原理：在反應室內(nèi)增設(shè)離化裝置，使反
應氣體離化→從而大大促進反應進行，
使沉積速率↑↑，反應溫度↓↓
⑵、特點
①、溫度低→CVD  1000左右→減少了溫度對基體的影響  PVD  500以下↗ 可在不耐高溫的材料上沉積。
②、沉積速率↑→等離子活化。
③、結(jié)合力↑→因有高能離子轟擊和對基體表面的濺射清洗。
④、涂層材料范圍↑↑ →等離子的激發(fā),可使難成膜材料沉積。

⒌CVD的特點及其在模具上的應用
CVD技術(shù)已應用到拉深模、沖裁模、卷邊模、塑料模中。
例1，鍍有TiN的Crl2鋼模具壽命提高6—8倍，比鍍硬Cr高3—5倍oCrl2MoV拉拔模經(jīng)鍍覆后壽命提高20倍。
例2. 使用T1N鍍層的塑料注射模具生產(chǎn)含40％礦物質(zhì)填料的尼龍零件時，有效地避免了模具的侵蝕和磨損，使用壽命從60萬次增加200萬次。

⒍總結(jié)
⑴、氣相沉積在模具上應用的關(guān)鍵問題：
結(jié)合強度→剝落問題
沉積溫度→基體性能、變形、結(jié)合強度、致密性
沉積速率→效率、經(jīng)濟效益
薄膜選擇→性能
⑵、薄膜選擇的關(guān)鍵問題
硬度→(TiC 3200-4100Hv，TiN 2450Hv)
摩擦系數(shù)→自潤滑
耐蝕性能
耐高溫抗氧化
化學穩(wěn)定性→熔點↑，穩(wěn)定性↑，發(fā)生咬合、冷焊的傾向小
設(shè)備是手段，材料是根本。

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