物理蒸着（PVD）コーティングでは、さまざまなガスを使用して特定の特性を持つ薄膜を形成する。
これらのガスは、ユニークな物理的、構造的、トライボロジー的特性を持つコーティングの形成に不可欠です。
5つの重要なガスの説明
1.スパッタリングプロセスにおけるアルゴンガス
アルゴンは、PVDコーティングのひとつであるスパッタリング・プロセスで最も一般的に使用されるガスである。
この希ガスが選ばれる理由は、その原子量にあり、ターゲット材料と化学反応することなく、ターゲット材料から原子を引き離すのに十分である。
スパッタリング・プロセスでは、プラズマ媒体中でターゲット材料にイオンを発射し、アルゴンが媒体となってターゲットから基板への材料の移動を促進する。
2.PVDコーティングにおける反応性ガス
希ガスに加えて、反応性ガスも金属蒸着中に真空チャンバーに導入される。
これらのガスには、窒素、酸素、メタンが含まれる。
これらのガスを使用することで、金属酸化物、窒化物、炭化物など、さまざまな複合コーティング組成を作り出すことができる。
例えば、輸送段階で金属イオンが窒素や酸素と反応すると、それぞれ窒化物や酸化物を形成し、硬度や耐摩耗性で知られている。
3.PVDコーティングにおけるガスの役割
PVDコーティングで使用されるガスは、成膜プロセス中に起こる化学反応において重要な役割を果たす。
これらの反応は、基板上に薄膜を形成し、薄膜の機械的、化学的、光学的特性に影響を与える。
混合ガスとその流量を正確に制御することは、密着性、硬度、耐摩耗性、耐腐食性など、望ましいコーティング特性を実現する上で極めて重要である。
4.窒素ガス
窒素は、PVDコーティングで使用される主要な反応性ガスである。
窒素は金属イオンと反応して窒化物を形成し、その優れた硬度と耐摩耗性で知られている。
窒素ベースのコーティングは、高い耐久性と機械的ストレスへの耐性が要求される用途によく使用される。
5.酸素ガス
酸素もPVDコーティングにおいて重要な反応性ガスである。
酸素は金属イオンと反応して酸化物を形成し、優れた耐食性と光学特性で知られています。
酸素ベースのコーティングは、環境要因からの保護が重要な用途で一般的に使用されています。
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