هدف التيتانيوم رذاذ الفضة هدف قرص التيتانيوم إلى رذاذ نقاء عالية في التطبيقات الطبية

هدف التيتانيوم رذاذ الفضة هدف قرص التيتانيوم إلى رذاذ نقاء عالية في التطبيقات الطبية

في مجال عمليات ترسب البخار الفيزيائي (PVD) ، تعد أهداف رذاذ التيتانيوم حاسمة في إنتاج الأفلام الرقيقة المستخدمة في تطبيقات طبية مختلفة.هذه الأفلام الرقيقة حاسمة لتعزيز الأداءمن بين فئات التيتانيوم المختلفة ، الدرجة 5 (Ti-6Al-4V) والدرجة 7 (Ti-0.15Pd) هي ملحوظة بشكل خاص بسبب خصائصها الفريدة التي تجعلها مثالية للتطبيقات الطبية عند استخدامها في التنقيط.

أهداف سبيكة التيتانيوم والألومنيوم هي مواد متخصصة تستخدم في عمليات البوسطة لتسديد الأفلام الرقيقة ذات الخصائص المحددة.هذه الأهداف مصنوعة من مزيج من التيتانيوم (تي) والألومنيوم (أل)، وهي توفر خصائص فريدة تجعلها ذات قيمة في تطبيقات صناعية مختلفة.

خصائص أهداف سبائك التيتانيوم والألومنيوم:

1. نظافة عالية:

   • يتم إنتاج أهداف سبيكة التيتانيوم والألومنيوم بنقاء عال، عادة 99.5٪ أو أعلى. هذه النقاء العالية تضمن أن الأفلام الرقيقة التي يتم إيداعها أثناء الرذاذ خالية من الشوائب،توفير أداء ممتاز وتوحيد في التطبيقات التي تتطلب طلاء دقيق.

2. حجم الجسيمات الدقيقة:

   • يتم تصنيع أهداف السبائك بحجم الجسيمات الدقيقة ، مما يعزز كفاءة عملية الرذاذ.تتيح أحجام الجسيمات الأصغر ترسبًا أكثر تكافؤًا للفيلم على الركيزةتحسين جودة الطلاء.

3. سهلة التخمير:

   • سبائك التيتانيوم والألومنيوم تظهر خصائص جيدة للتجمد، مما يعني أنه يمكن معالجتها بسهولة إلى أشكال كثيفة وصلبة. وهذا أمر حاسم لضمان أن الهدف متين وموثوق به.قادرة على تحمل ضغوط عملية التدفق دون تدهور.

4. قابلية تشكيل جيدة:

   • تُعرف أهداف سبائك التيتانيوم والألومنيوم بقدرتها الممتازة على التشكيل. تسمح هذه الخصائص بتصنيعها في أشكال وأحجام مختلفة،ضمان التوافق مع أنظمة التنقيط المختلفة وتعزيز تنوعها في مجموعة واسعة من التطبيقات.

تطبيقات أهداف سبائك التيتانيوم والألومنيوم:

يتم استخدام أهداف سبتر سبط التيتانيوم والألومنيوم في مختلف الصناعات بسبب خصائصها المتميزة ، مثل مقاومة الارتداء ومقاومة التآكل والقدرة على تشكيل طلاءات قوية.بعض التطبيقات الرئيسية تشمل:

1. أدوات القطع:

   • تُستخدم طبقات سبائك التيتانيوم والألومنيوم عادةً في أدوات القطع ، حيث تحسن مقاومة الارتداء ومقاومة التآكل والاستقرار الحراري.هذه الطلاءات تمدد عمر الأدوات مثل المثقاب، طواحين نهاية، وأدوات الدوائر، مما يجعلها أكثر كفاءة في الآلات عالية السرعة.

2. أدوات وقطع حفر الكربيد المصنوعة من الأسمنت:

   • تستفيد قطعات الحفر والأدوات الكربيدية المصنوعة من الأسمنت من طلاء سبيكة التيتانيوم والألومنيوم حيث أنه يعزز أداء الأداة بشكل كبير في ظروف القطع والدرجات الحرارية العالية.يزيد الطلاء أيضًا من قدرة الأدوات على القطع ومرونتها عند الحفر أو معالجة المواد الصعبة.

3. أدوات كيراميكية من الكربيد المصنوع من الأسمنت:

   • يتم تطبيق هذه الطلاءات على الأدوات السيراميكية المصنوعة من الكربيد المصنوع من الأسمنت، مما يعزز مقاومة الاحتكاك والصلابة والقوة.هذا مفيد بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب أدوات للتعامل مع المواد الصلبة للغاية، مثل صناعات الطيران أو السيارات.

4. طلاء الكربيد المصنوع من الأسمنت:

   • كما تستخدم طبقات سبيكة التيتانيوم والألومنيوم في القوالب المصنوعة من الكربيد المصبوغ.تستفيد من مقاومة الارتداء المقاومة للتآكل التي توفرها طلاءات التيتانيوم والألومنيوم، والتي تسهم في تمديد عمر الخدمة وتحسين نوعية المنتج.

5. أجزاء معدنية مسحوق من المواد القاسية للغاية:

   • سبائك التيتانيوم والألومنيوم ضرورية في إنتاج مواد فائقة الصلابة من خلال معادن المسحوق. تعمل الطلاءات على تحسين صلابة المنتجات النهائية واستقرارها الحراري ومقاومتها للتآكل,مما يجعلها مناسبة للتطبيقات في الصناعات مثل التعدين والحفر وأدوات القطع.

6. السيراميك المركب المعدني:

   • غالبًا ما تستخدم هذه السبائك كإضافات في تصنيع السيراميك المركب المعدني. يمنح الجمع بين خصائص المعدن والسيراميك المواد ذات القوة المحسنة ومقاومة الحرارةوالقيادة الكهربائية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات المتطلبة في الأنظمة الإلكترونية والميكانيكية.

7. المواد المضافة للسبائك المقاومة لدرجات الحرارة العالية:

   • تُستخدم سبائك التيتانيوم والألومنيوم كمضافات رئيسية في إنتاج سبائك مقاومة لدرجات الحرارة العالية. تستخدم هذه السبائك عادة في تطبيقات مثل محركات الطائرات النفاثة وتوربينات الغاز ،ومبادلات الحرارة، حيث الاستقرار الحراري والقوة حاسمة. يزيد إضافة التيتانيوم والألومنيوم من مقاومة درجة الحرارة الكلية وسلامة الهيكل للسبائك.

2متطلبات الأداء الرئيسية للهدف

(1) النقاء النقاء هو أحد المؤشرات الرئيسية لأداء الهدف ، لأن نقاء الهدف له تأثير كبير على أداء الفيلم.متطلبات نقاء المواد المستهدفة مختلفة أيضاًعلى سبيل المثال، مع التطور السريع لصناعة الميكروإلكترونيات، نما حجم رقائق السيليكون من 6 "، 8" إلى 12 "، وتقلصت عرض الأسلاك من 0.5um إلى 0.25um، 0.18um أو حتى 0.13um، النقاء الهدف السابق من 99.995٪ يمكن تلبية المتطلبات التقنية من 0.35umIC، وإعداد خطوط 0.18um يتطلب 99.999٪ أو حتى 99.9999٪ لنقاء الهدف.

(2) محتويات الشوائب الشوائب في الصلب المستهدف والأكسجين وبخار الماء في المسام هي مصادر التلوث الرئيسية للفيلم المستودع.الأهداف المختلفة لديها متطلبات مختلفة لمحتويات الشوائب المختلفةعلى سبيل المثال، الألومنيوم النقي والهدفات سبائك الألومنيوم المستخدمة في صناعة أشباه الموصلات لديها متطلبات خاصة لحجم المعادن القلوية وحجم العنصر المشع.

(3) الكثافة من أجل تقليل المسام في المواد الصلبة من الهدف وتحسين أداء فيلم البسترة، والهدف مطلوب عادة أن يكون كثافة أعلى.كثافة الهدف لا تؤثر فقط على معدل التدفق، ولكن يؤثر أيضا على الخصائص الكهربائية والبصرية من الفيلم. كلما زادت كثافة الهدف، كلما كان أداء الفيلم أفضل.زيادة الكثافة وقوة الهدف يسمح للهدف بمقاومة الإجهاد الحراري بشكل أفضل أثناء الرذاذالكثافة هي أيضاً أحد مؤشرات الأداء الرئيسية للهدف.

(4) حجم الحبوب وتوزيع حجم الحبوب عادة ما تكون المواد المستهدفة بوليكريستالينية ، ويمكن أن يكون حجم الحبوب في حدود ميكرون إلى مليمتر.سرعة التدفق من الهدف مع الحبوب الدقيقة أسرع من الهدف مع الحبوب الخام؛ سمك الفيلم الذي يتم تركيبه عن طريق رذاذ الهدف مع اختلاف صغير في حجم الحبوب (توزيع موحد) أكثر توحيدًا.

التيتانيوم في الاستخدامات الطبية

التيتانيوم، وخاصة الدرجة 1 والدرجة 2، يحظى بتقدير كبير في المجالات الطبية والبيولوجية الطبية لخصائص التوافق البيولوجي والقوة والخفيفة الوزن.يستخدم عادة في الأجهزة الطبية لأنه ليس ضار بالجسم وليس من المرجح أن يسبب ردود فعل تحسسي.

الاستخدامات الطبية الرئيسية للتيتانيوم

1. زراعة العظام: يستخدم التيتانيوم عادة في مسامير العظام والصفائح واستبدال المفاصل وزراعات العمود الفقري لأنه يحاكي خصائص العظام.
2. زراعة الأسنان: تتسم التيتانيوم بتوافقها البيولوجي وقوتها، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لزراعة الأسنان التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل.
3. الأدوات الطبية: نظرًا لمقاومتها للتآكل ، غالبًا ما يتم صنع الأدوات الجراحية والإبر والمكافات والأدوات الطبية الأخرى من التيتانيوم أو سبائك التيتانيوم.
4. الأطراف الاصطناعية: يستخدم التيتانيوم في إنتاج الأطراف الاصطناعية والزرع بسبب مزيجه من خفيفة الوزن والقوة.
5. أجهزة القلب والأوعية الدموية: يستخدم التيتانيوم في إنتاج أجهزة تنظيم ضربات القلب والستنت والصمامات بسبب طبيعته غير التفاعلية في جسم الإنسان.
6. الطلاء المقاوم للارتداء: يمكن استخدام أهداف التيتانيوم لترشيح الطلاء الرقيق على الأجهزة الطبية لتعزيز مقاومة الارتداء والحد من الاحتكاك وتحسين التوافق البيولوجي.

تصنيفات التيتانيوم:

التيتانيوم هو معدن متعدد الاستخدامات للغاية ، ويتم تصنيفه إلى درجات مختلفة بناءً على تكوينه وخصائصه. يتم تصنيف هذه الدرجات بشكل عام إلى ثلاث فئات رئيسية:التيتانيوم النقي تجارياً (CP)هنا نظرة عامة على أنواع التيتانيوم الأكثر شيوعا:

1التجارة النقية (CP) التيتانيوم

التجارية التيتانيوم النقي هو أساسي شكل من أشكال التيتانيوم مع الحد الأدنى من عناصر السبائك. وعادة ما تستخدم في التطبيقات التي تتطلب مقاومة ممتازة للتآكل والتوافق البيولوجي،ولكن ليس لديه قوة عالية من سبائك التيتانيوم.

• الدرجة 1 (CP1):

  • تكوين: 99.5% على الأقل من التيتانيوم، مع كميات صغيرة جدا من الحديد والأكسجين.
  • خصائص: الدرجة 1 هي الأكثر ليونة وأكثر دقة من الدرجات النقية التجارية. إنها توفر مقاومة ممتازة للتآكل ، خاصة في البيئات الأكثر تآكلًا مثل مياه البحر.
  • التطبيقات: المعالجة الكيميائية، التطبيقات البحرية، الزرع الطبي، مكونات الطيران.

• الدرجة الثانية (CP2):

  • تكوين: 99.2% من التيتانيوم على الأقل
  • خصائص: الدرجة 2 لديها قوة أعلى قليلاً من الدرجة 1 ، مع الاحتفاظ بالمقاومة الممتازة للتآكل. إنها أكثر درجات التيتانيوم النقي المستخدمة على نطاق واسع.
  • التطبيقات: المبادلات الحرارية، الطيران والفضاء، الأجهزة الطبية (غرسات، أدوات الجراحة) ، والتطبيقات البحرية.

• الدرجة 3 (CP3):

  • تكوين: 99٪ من التيتانيوم على الأقل
  • خصائص: يقدم قوة أعلى من الدرجة 2 ولكن مع تقليل قليل من قابلية التشكيل.
  • التطبيقات: المعالجة الكيميائية، البحرية، توليد الطاقة، والتطبيقات الطبية.

• الدرجة 4 (CP4):

  • تكوين: 98.5٪ من التيتانيوم على الأقل.
  • الخصائص: أقوى من الصفات النقية التجارية، وتقدم نسبة قوة إلى وزن ممتازة.لديه مقاومة تآكل أقل قليلا مقارنة مع الدرجة 2 ولكن لا يزال ممتازا لمعظم الاستخدامات الصناعية والطبية.
  • التطبيقات: الفضاء، الصناعة الكيميائية، البحرية، الزرع الطبي، مكونات السيارات.

2سبائك التيتانيوم

سبائك التيتانيوم عادة ما تكون أقوى من التيتانيوم النقي التجاري ولديها خصائص محسنة ، مثل تقوية محسنة ومقاومة أفضل للتعب ، وأحيانا مقاومة عالية للتآكل.يتم تصنيف هذه السبائك عادة من خلال العناصر المصنوعة من التيتانيوم، مثل الألومنيوم، الفاناديوم، الموليبدينوم، الحديد، أو الزركونيوم.

سبائك ألفا

هذه سبائك التيتانيوم هي في المقام الأول سبائك مع الألومنيوم وتقدم قوة ممتازة ومقاومة للتآكل في درجات الحرارة العالية. لديهم محتوى مرتفع من الفاز ألفا.

• الدرجة 5 (Ti-6Al-4V):

  • تكوين: 90٪ التيتانيوم، 6٪ الألومنيوم، 4٪ الفاناديوم.
  • الخصائص: واحدة من سبائك التيتانيوم الأكثر استخداما، الدرجة 5 توفر توازن ممتاز في القوة، والوزن الخفيف، ومقاومة التآكل.كما أنه يمكن معالجة الحرارة لتعزيز خصائصها الميكانيكية.
  • التطبيقات: الطيران (الطائرات، الصواريخ) ، الزرع الطبي (العظام والأسنان) ، البحرية، توليد الطاقة، والمعدات الرياضية.

• الصف 6 (Ti-5Al-2.5Sn):

  • تكوين: 5٪ الألومنيوم، 2.5٪ القصدير، والتيتانيوم التوازن.
  • خصائص: تقدم قابلية لحام أفضل من الدرجة 5 وتستخدم لتطبيقات درجات الحرارة العالية حيث لا تزال هناك حاجة إلى بعض مقاومة التآكل.
  • التطبيقات: مكونات الطيران، تطبيقات درجات الحرارة العالية، محركات توربينات الغاز.

سبائك بيتا

تحتوي سبائك بيتا على كميات أعلى من المثبتات في مرحلة بيتا (مثل الفاناديوم أو الموليبدينوم أو الكروم) ، مما يحسن قوتها وقابليتها للتشكيل ومقاومتها للاكسدة عند درجات الحرارة العالية.يتم استخدامها بشكل عام في التطبيقات التي تتطلب قوة عالية.

• الصف 9 (Ti-3Al-2.5V):

  • تكوين: 3٪ الألومنيوم، 2.5٪ الفاناديوم، والتيتانيوم.
  • خصائص: يقدم قوة أعلى من الدرجة 5 ولكنه أكثر قابلية للتشكيل واللحام. لديه مستوى معتدل من مقاومة التآكل.
  • التطبيقات: الطيران والفضاء ومعدات الرياضة ومعالجة الكيماويات والتطبيقات الطبية.

• الدرجة 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni):

  • تكوين: 0.3٪ الموليبدينوم، 0.8٪ النيكل، والتيتانيوم التوازن.
  • الخصائص: الدرجة 12 توفر مزيجا ممتازا من القوة، قابلية لحام، ومقاومة التآكل.
  • التطبيقات: المعالجة الكيميائية، التطبيقات البحرية، والزرع الطبي.

سبائك ألفا بيتا

هذه السبائك هي مزيج من كل من مراحل ألفا وبيتا وتوفر توازن في القوة والقدرة على التشكيل ومقاومة التآكل.سبائك ألفا بيتا هي سبائك التيتانيوم الأكثر استخداما في التطبيقات الهيكلية والعالية الأداء.

• الدرجة 23 (Ti-6Al-4V ELI):
  • تكوين: 6٪ من الألومنيوم، 4٪ من الفاناديوم، مع عناصر متداخلة منخفضة للغاية مثل الكربون والأكسجين والنيتروجين.
  • الخصائص: هذه هي النسخة المنخفضة للغاية من الدرجة 5 (ELI) ، وهي توفر تطابقًا بيولوجيًا محسّنًا ، مما يجعلها مفيدة بشكل خاص للزرع الطبي.الدرجة 23 تشتهر بنسبة القوة والوزن الممتازة ومقاومة التعب الفائقة.
  • تطبيقات: زراعة العظام، الطيران، زراعة الأسنان، والمعدات الرياضية.

3سبائك التيتانيوم الخاصة

تم تطوير هذه السبائك خصيصًا للتطبيقات المتخصصة التي تتطلب خصائص محددة للغاية.

• الدرجة 7 (Ti-0.15Pd):

  • التركيب: التيتانيوم مع 0.12-0.25% من البالاديوم.
  • الخصائص: معروف بمقاومته الفائقة للتآكل في البيئات الحمضية للغاية، وخاصة في البيئات التي تحتوي على الكلوريد. كما أنه أكثر تطابقًا بيولوجيًا من السبائك الأخرى،مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الطبية.
  • التطبيقات: الأجهزة الطبية، الطيران، المعالجة الكيميائية، والتطبيقات البحرية.

• الدرجة 11 (Ti-0.3Pd):

  • تكوين: 0.3 ٪ بالاديوم، والتيتانيوم التوازن.
  • خصائص: مشابهة للدرجة 7 ، مع محتوى بالاديوم أعلى قليلاً لمقاومة التآكل المحسنة. عادة ما يستخدم في بيئات أكثر تطلباً.
  • التطبيقات: الفضاء الجوي، المعالجة الكيميائية، والبيئات البحرية.

• الدرجة 13 (Ti-0.3Ni):

  • تكوين: 0.3% من النيكل والتيتانيوم
  • خصائص: يقدم مقاومة جيدة للتآكل ويتم استخدامه في التطبيقات التي تتطلب قوة عالية وأداء ممتاز في بيئات كيميائية معينة.
  • التطبيقات: التطبيقات البحرية، المعالجة الكيميائية.

4الغرض

يتم استخدامه على نطاق واسع في الطلاءات الزخرفية والطلاءات المقاومة للاستعمال والقراصين المضغوطة والقراصين المضغوطة في صناعة الإلكترونيات ، بالإضافة إلى مختلف طلاءات الأقراص المغناطيسية.

أفلام التونغستين التيتانيوم (W-Ti) وأفلام سبيكة على أساس التونغستين التيتانيوم (W-Ti) هي أفلام سبيكة عالية درجة الحرارة مع سلسلة من الخصائص الممتازة التي لا يمكن استبدالها.التنغستن له خصائص مثل نقطة انصهار عالية، قوة عالية ومعدل انخفاض الحراري. سبيكة W / Ti لديها معامل مقاومة منخفضة، واستقرار حراري جيد ومقاومة الأكسدة.مثل الأجهزة المختلفة تتطلب الأسلاك المعدنية التي تلعب دورا موصلتم استخدامها على نطاق واسع والبحث فيها. ومع ذلك ، فإن معدن الأسلاك نفسه يحتوي على أكسدة سهلة ، ويتفاعل مع البيئة المحيطة ،وله صلة ضعيفة بالطبقة الكهربائيةمن السهل أن تنتشر في مواد الركيزة من الأجهزة مثل Si و SiO2، وسوف تشكل المعدن و Si في درجة حرارة أقل. المركبات، التي تعمل كشوائب،تدهور أداء الجهاز بشكل كبيرسبيكة W-Ti سهلة الاستخدام كحاجز لانتشار الأسلاك بسبب خصائصها الحرارية الميكانيكية المستقرة ، وانخفاض حركة الإلكترونات ، ومقاومة التآكل العالية والاستقرار الكيميائي ،مناسبة بشكل خاص للاستخدام في بيئات ذات التيار العالي ودرجات الحرارة العالية .

الاستنتاج:

الهدف من سبط التيتانيوم ، بما في ذلك سبائك TiAl ، هي مواد متعددة الاستخدامات تستخدم على نطاق واسع لتطبيقات الطلاء في الصناعات التي تتراوح من الفضاء إلى الإلكترونيات والطب الحيوي.هذه المواد توفر خصائص استثنائية مثل القوة، مقاومة للتآكل، التوافق البيولوجي، ومقاومة الارتداء، مما يجعلها مثالية للتطبيقات المطالبة التي تتطلب أفلام رقيقة طويلة الأمد عالية الأداء.عند اختيار هدف تيتانيوم، يجب مراعاة عوامل مثل تكوين السبائك والنقاء والهندسة المستهدفة لتحقيق نتائج مثالية في عملية التنقيط.