質(zhì)量流量控制器應(yīng)用于物理氣相沉積

您知道陽極氧化與發(fā)藍處理的弊端嗎？盡管表面是耐腐蝕的，但容易被被刮擦。陽極氧化過程大多不會增強表面硬度，鍍鉻倒是有此功效，但鉻有毒性，且易磨損、易變形、易碎裂。Duralar科技有限公司——真空沉積系統(tǒng)的制造商，希望利用物理氣相沉積開發(fā)一套類金剛石材料的快捷鍍膜系統(tǒng)，其堅固性與持久性都強于陽極氧化與鍍鉻，并將應(yīng)用于金屬部件表面的防腐蝕、防侵蝕、防磨損等處理過程。

假設(shè)您也是類似于Duralar公司的物理氣相沉積技術(shù)的革新者，希望通過科技讓生活變得更有趣。我們假設(shè)您沒有足夠充裕的時間、也并不擁有一顆搖錢樹！研發(fā)過程中需要不斷地測試、考慮新方案的可行性以及參與反應(yīng)的氣體，須時時切換氣體種類并調(diào)節(jié)流量大小，從而確保的鍍膜量。您一定不希望為每一此測試都采購一臺全新的真空型質(zhì)量流量控制器，也一定不能忍受每切換一次氣體就不得不將系統(tǒng)停機重新標定質(zhì)量流量控制器。

Duralar公司初的氣相沉積系統(tǒng)中集成了6臺熱式質(zhì)量流量控制器，但這6臺設(shè)備無一采用特殊氣體——四甲基硅烷(簡稱TMS)液體蒸發(fā)——標定過。事實上，除非將系統(tǒng)停機后重新標定質(zhì)量流量控制器，不然根本無法真正意義上地實現(xiàn)氣體切換。因此，Duralar公司聯(lián)系了艾里卡特。雖然四甲基硅烷也不在艾里卡特標準兼容氣體列表中，但經(jīng)過一番定制化設(shè)計后，我們交付了一臺耐腐蝕、四甲基硅烷特殊標定的質(zhì)量流量控制器。

碳素鋼通過硬如金剛石的物理氣相沉積真空鍍膜后呈黑色

Duralar公司對原先的物理沉積系統(tǒng)進行了改良，采用艾里卡特質(zhì)量流量控制器。只是一個偶然的替換，如今卻成了系統(tǒng)中始終維持精密四甲基硅烷流量的保障，無論流量大小是趨于滿量程還是僅為滿量程的0.5%。因為艾里卡特質(zhì)量流量控制器內(nèi)置的氣體切換功能所采用的算法不僅是乘以系數(shù)K對某一點流量進行補償，而是基于一套完整的、附有NIST粘度值的性能曲線。Duralar公司也無需再為工廠內(nèi)溫度或壓力的變化對精度產(chǎn)生干擾而擔(dān)憂，因為不同于傳統(tǒng)的熱式質(zhì)量流量控制器，艾里卡特質(zhì)量流量控制器內(nèi)的閉合回路傳感器將自動對體積的變化進行補償。

不久，Duralar公司就開始通過將腔體抽真空來生產(chǎn)鍍膜材料，腔體內(nèi)充入恰好流量的氣體，加入蒸汽鍍料并將其轉(zhuǎn)化成具有附著性的漿體。物理氣相沉積必須在真空環(huán)境下進行，從而鍍料到達被鍍物體表面時而不會被氧化。

上圖為由一臺真空泵與三臺質(zhì)量流量控制器組成的原型系統(tǒng)

之后，Duralar公司又打算開發(fā)一項管道內(nèi)壁鍍層的系統(tǒng)。管道內(nèi)壁鍍層有助于減少腐蝕性液體或氣體通過管道時造成的磨損與腐蝕，亦能防止槍管等內(nèi)部生銹。實現(xiàn)方法十分巧妙：將管道尾部密封以形成一真空腔體。此過程中的關(guān)鍵在于須在一狹窄的管道空間內(nèi)改變鍍料位置以完成整個管道內(nèi)壁鍍層。這就意味著更多樣化的原型設(shè)計、*的實驗，艾里卡特再一次鼎力相助。

通過一臺用于四甲基硅烷的MCS耐腐蝕型質(zhì)量流量控制器及兩臺MC系列標準型質(zhì)量流量控制器，Duralar公司輕而易舉地實現(xiàn)了在預(yù)置的98種常用氣體外加至多20種自定義氣體中任意切換，耐腐蝕型質(zhì)量流量控制器中標準預(yù)置氣體更是達到128種。

上圖為艾里卡特質(zhì)量流量控制器應(yīng)用于原型系統(tǒng)的LabVIEW界面

Duralar公司下載了艾里卡特LabVIEW驅(qū)動程序來構(gòu)建上述真空系統(tǒng)，通過遠程電腦來控制質(zhì)量流量控制器及自己的節(jié)流閥，終，在規(guī)定期限內(nèi)完成了此真空系統(tǒng)的設(shè)計，并已將其投產(chǎn)。如今，您可以為您的金屬部件鍍上類金剛石的材料，也可以訂購一臺鍍膜系統(tǒng)開展相關(guān)的鍍膜服務(wù)。相比于陽極氧化，真空鍍膜要持久耐用的多；與鍍鉻相比，則更為簡易與堅硬。艾里卡特質(zhì)量流量控制器的可變與適應(yīng)性使得物理氣相沉積技術(shù)又有了新的突破。