Die Temperatur von Diamantbeschichtungen kann je nach Verfahren stark variieren.
Wie hoch ist die Temperatur einer Diamantbeschichtung? 5 wichtige Punkte, die Sie wissen sollten
1. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Beim CVD-Verfahren kann die Substrattemperatur zwischen 800 °C und 1051,6 °C (1472°F - 1925°F) liegen.
Diese Temperatur ist höher als die Anlasstemperatur von Stahl.
Die meisten Schmuckstücke und Uhren, die aus Materialien mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt werden, können diesen hohen Temperaturen nicht standhalten.
2. Physikalische Abscheidung aus der Dampfphase (PVD)
Bei der PVD-Beschichtung ist die durchschnittliche Temperatur viel niedriger und liegt zwischen 70 °C und 398,8 °C (158 °F - 750 °F).
Dieser Temperaturbereich eignet sich für fast alle Materialien, auch für Kunststoffe.
3. Thermische Ausdehnung und Kontraktion
Während des Diamantabscheidungsprozesses neigt das Substrat dazu, sich auszudehnen und dann wieder auf seinen ursprünglichen Gitterabstand bei Raumtemperatur zusammenzuziehen.
Die Diamantbeschichtung mit ihrem sehr kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wird durch die Temperaturveränderung relativ intakt gelassen.
Dies führt zu erheblichen Druckspannungen in den Diamantbeschichtungen, die eine Verformung des Substrats, Risse, Abplatzungen oder sogar die Ablösung der gesamten Schicht von der Substratoberfläche verursachen können.
4. Auswahl des Werkzeugmaterials
Die richtige Auswahl des Werkzeugmaterials ist entscheidend für eine erfolgreiche Diamantbeschichtung.
Die anhaltend hohe Temperatur während des Beschichtungsprozesses kann die meisten Materialien beschädigen, mit Ausnahme von zementierten Wolframkarbid- und Keramikwerkzeugen.
Für eine optimale Haftung der Beschichtung muss eine Wolframkarbid-Sorte C-2 mit einem sechsprozentigen Kobaltbinder und einer Wolframkarbid-Korngröße von mehr als einem Mikrometer verwendet werden.
5. Vorbereitung des Beschichtungsprozesses
Das Beschichtungsverfahren selbst erfordert eine sorgfältige Vorbereitung der Werkzeuge vor der Diamantbeschichtung.
Die Teile werden gereinigt und einer zweistufigen chemischen Vorbereitung unterzogen, um die Karbidoberfläche für eine bessere mechanische Haftung aufzurauen und Kobalt zu entfernen, das Gift für das Diamantwachstum ist.
Anschließend werden die Teile in eine Kammer mit Wasserstoff- und Methangas geladen.
Mit Wolframdrähten, die auf über 2 300 °C erhitzt werden, werden die Gasmoleküle aufgebrochen und die Werkzeuge auf über 750 °C erhitzt.
Unter den richtigen Bedingungen rekombinieren die Aktivkohleatome zu kristallinem Kohlenstoff und wachsen zu einem reinen Diamantfilm über die gesamte Werkzeugoberfläche zusammen.
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