PVD（物理蒸着）コーティングは、金属、セラミック、プラスチック、ガラスなど、さまざまな基材に適用できる汎用性の高いプロセスです。どの基材を選ぶかは、真空環境との適合性と、最終的なコーティング製品に求められる特性によって決まります。一般的な基材には、工具材料、鋼、ガラス、真鍮、亜鉛、ABSプラスチックなどがあり、多くの場合、密着性を高めるために前処理が施されています。PVDコーティングは、航空宇宙から自動車まで、さまざまな産業で使用されており、金、真鍮、銅、ステンレス鋼、グラファイト、チタン、各種プラスチックなどの素材に適用できます。このプロセスでは表面の欠陥は平坦化されないため、最終的な外観を得るためには基材の表面仕上げが重要です。
キーポイントの説明
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PVDコーティング用基板の種類:
- 金属:一般的な金属には、ステンレス鋼、真鍮、銅、チタン、亜鉛などがあります。高速度鋼やステンレス鋼のような高合金鋼は、その耐久性とPVDプロセスとの適合性から、特に適しています。
- セラミック:セラミックもPVDコーティングに適合し、高い耐熱性と耐薬品性を提供します。
- プラスチック:ABS、ポリカーボネート、PC-ABSなどのプラスチックはコーティング可能だが、適切な接着を確保するために前処理が必要な場合が多い。
- ガラス:ガラス基板は、透明性と耐傷性が要求される用途に使用される。
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基板の前処理:
- 基板には、有機コーティングやニッケルやクロムによる電気めっきなどの前処理が施されることが多い。
- 表面仕上げは非常に重要で、研磨PVD仕上げには研磨面が、サテン仕上げやマット仕上げにはサテン面が使用されます。
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材料適合性:
- 材料は真空に適合したものでなければならない。例えば、亜鉛メッキを施していない真鍮や亜鉛メッキを施した素材は、真空に不向きなため適さない。
- クロムメッキやニッケルメッキを施した金属製品にコーティングすることで、耐久性と外観を向上させることができます。
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PVDコーティングの用途:
- 航空宇宙と自動車:グラファイトやチタンのような高性能材料は、その強度と過酷な条件への耐性のために、これらの産業でしばしば使用されます。
- プラスチック成形金型:窒化クロム（CrN）、窒化チタン（TiN）、炭窒化チタン（TiCN）などのコーティングは、プラスチック成形金型の耐久性と性能を向上させるために使用されます。
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特殊コーティング:
- PVDコーティングには、炭化物、窒化物、珪化物、硼化物など、硬度、耐摩耗性、熱安定性などの特性向上を必要とする特定の用途に合わせたユニークな材料を使用することができます。
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制限と考慮事項:
- PVDコーティングは、表面の凹凸を平らにしたり埋めたりしないため、最終的な外観には基材の表面品質が重要です。
- このプロセスはさまざまな材料に適合しますが、最適な結果を得るためには、基材を慎重に選択し、準備する必要があります。
まとめると、PVDコーティングは、多様な基材に適した適応性の高いプロセスであり、それぞれが望ましい特性と外観を実現するために、前処理と表面仕上げに特別な配慮を必要とする。
まとめ表
| 基板タイプ | 例 | 主な検討事項 |
|---|---|---|
| 金属 | ステンレス、真鍮、銅、チタン、亜鉛 | 高耐久性、真空対応 |
| セラミックス | アルミナ、ジルコニア | 高い耐熱性と耐薬品性 |
| プラスチック | ABS、ポリカーボネート、PC-ABS | 接着のための前処理が必要 |
| ガラス | ホウケイ酸, ソーダ石灰 | 透明性、耐スクラッチ性 |
| 前処理 | 有機コーティング、電気めっき | 密着性と表面仕上げの向上 |
| 用途 | 航空宇宙、自動車、プラスチック成形金型 | 高性能と耐久性の要求 |
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