直接エネルギー蒸着(DED)は、高エネルギー源を使用して材料を溶融し、基板上に直接蒸着するプロセスである。
DEDで使用される材料は多岐にわたりますが、一般的には金属、セラミック、一部の複合材料が含まれます。
ここでは、直接エネルギー蒸着に関係する主な方法と材料を紹介する:
1.プラズマ蒸着
プラズマ蒸着は、プラズマからの高エネルギー荷電粒子を使用して、ターゲット材料から原子を解放する。
ターゲット材料の組成によって、基板上に蒸着される材料が決まります。
プラズマ蒸着に使用される一般的な材料には、さまざまな金属やセラミックが含まれる。
2.電子ビーム蒸着
この技術では、磁石を使って電子をビームに集束させ、目的の材料が入ったるつぼに向けます。
電子ビームのエネルギーによって材料が蒸発し、その蒸気が基板をコーティングする。
電子ビーム蒸着に適した材料は、通常、高温と電子ビームの直接相互作用に耐える金属やセラミックである。
3.カソードアーク蒸着
この方法では、高出力の電気アークをターゲット材料に向けて放電させ、材料の一部を吹き飛ばしてイオン化した蒸気にし、それをワークピースに蒸着させる。
一般的な材料には金属や合金がある。
4.電子ビーム蒸着 (EB-PVD)
このプロセスは、高真空中で電子ビームを照射することにより、蒸着する材料を高い蒸気圧まで加熱する。
気化した材料は拡散によって運ばれ、冷却されたワークピース上に凝縮によって蒸着される。
EB-PVDに適した材料には、金属や一部のセラミック化合物がある。
5.蒸着
この方法は、高真空中で電気抵抗加熱により蒸着材料を高蒸気圧まで加熱する。
蒸着によく使われる材料は、金属と一部の低融点セラミックである。
6.スパッタ蒸着
グロー・プラズマ放電がターゲット材料に衝突し、一部をスパッタリングして蒸気として飛ばし、その後の蒸着に利用する。
この技法は、金属、合金、一部のセラミックスなど、さまざまな材料を蒸着できる。
7.パルスレーザー蒸着法(PLD)
高出力レーザーがターゲットから材料を蒸気にアブレーションし、基板上に蒸着させる。
PLDは汎用性が高く、複雑な酸化物やその他のセラミック材料など、さまざまな材料に使用できる。
これらの方法はそれぞれ、その熱特性と成膜技術に必要なエネルギーに基づいて、特定の材料の成膜を可能にする。
材料と蒸着法の選択は、密度、密着性、全体的な材料の完全性など、最終製品の望ましい特性によって決まります。
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