質(zhì)量流量控制器應(yīng)用于物理氣相沉積

您知道陽(yáng)極氧化與發(fā)藍(lán)處理的弊端嗎？盡管表面是耐腐蝕的，但容易被被刮擦。陽(yáng)極氧化過(guò)程大多不會(huì)增強(qiáng)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(kāi)發(fā)一套類(lèi)金剛石材料的快捷鍍膜系統(tǒng)，其堅(jiān)固性與持久性都強(qiáng)于陽(yáng)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(guò)程。

假設(shè)您也是類(lèi)似于Duralar公司的物理氣相沉積技術(shù)的革新者，希望通過(guò)科技讓生活變得更有趣。我們假設(shè)您沒(méi)有足夠充裕的時(shí)間、也并不擁有一顆搖錢(qián)樹(shù)！研發(fā)過(guò)程中需要不斷地測(cè)試、考慮新方案的可行性以及參與反應(yīng)的氣體，須時(shí)時(shí)切換氣體種類(lèi)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(cè)試都采購(gòu)一臺(tái)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(jī)重新標(biāo)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(tái)熱式質(zhì)量流量控制器，但這6臺(tái)設(shè)備無(wú)一采用特殊氣體——四甲基硅烷(簡(jiǎn)稱(chēng)TMS)液體蒸發(fā)——標(biāo)定過(guò)。事實(shí)上，除非將系統(tǒng)停機(jī)后重新標(biāo)定質(zhì)量流量控制器，不然根本無(wú)法真正意義上地實(shí)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(biāo)準(zhǔn)兼容氣體列表中，但經(jīng)過(guò)一番定制化設(shè)計(jì)后，我們交付了一臺(tái)耐腐蝕、四甲基硅烷特殊標(biāo)定的質(zhì)量流量控制器。

碳素鋼通過(guò)硬如金剛石的物理氣相沉積真空鍍膜后呈黑色

Duralar公司對(duì)原先的物理沉積系統(tǒng)進(jìn)行了改良，采用艾里卡特質(zhì)量流量控制器。只是一個(gè)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(wú)論流量大小是趨于滿(mǎn)量程還是僅為滿(mǎn)量程的0.5%。因?yàn)榘锟ㄌ刭|(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(duì)某一點(diǎn)流量進(jìn)行補(bǔ)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(wú)需再為工廠內(nèi)溫度或壓力的變化對(duì)精度產(chǎn)生干擾而擔(dān)憂(yōu)，因?yàn)椴煌趥鹘y(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(dòng)對(duì)體積的變化進(jìn)行補(bǔ)償。

不久，Duralar公司就開(kāi)始通過(guò)將腔體抽真空來(lái)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(jìn)行，從而鍍料到達(dá)被鍍物體表面時(shí)而不會(huì)被氧化。

上圖為由一臺(tái)真空泵與三臺(tái)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(kāi)發(fā)一項(xiàng)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(guò)管道時(shí)造成的磨損與腐蝕，亦能防止槍管等內(nèi)部生銹。實(shí)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(guò)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(gè)管道內(nèi)壁鍍層。這就意味著更多樣化的原型設(shè)計(jì)、*的實(shí)驗(yàn)，艾里卡特再一次鼎力相助。

通過(guò)一臺(tái)用于四甲基硅烷的MCS耐腐蝕型質(zhì)量流量控制器及兩臺(tái)MC系列標(biāo)準(zhǔn)型質(zhì)量流量控制器，Duralar公司輕而易舉地實(shí)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(biāo)準(zhǔn)預(yù)置氣體更是達(dá)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(dòng)程序來(lái)構(gòu)建上述真空系統(tǒng)，通過(guò)遠(yuǎn)程電腦來(lái)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(jì)，并已將其投產(chǎn)。如今，您可以為您的金屬部件鍍上類(lèi)金剛石的材料，也可以訂購(gòu)一臺(tái)鍍膜系統(tǒng)開(kāi)展相關(guān)的鍍膜服務(wù)。相比于陽(yáng)極氧化，真空鍍膜要持久耐用的多；與鍍鉻相比，則更為簡(jiǎn)易與堅(jiān)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。