Forskellen mellem PVD og CVD

Det vigtigste forskel mellem PVD og CVD er det coatingmaterialet i PVD er i fast form, mens det i CVD er i gasform.

PVD og CVD er belægningsteknikker, som vi kan bruge til at deponere tynde film på forskellige underlag. Overtræk af underlag er vigtigt ved mange lejligheder. Belægning kan forbedre underlagets funktionalitet; introducere ny funktionalitet på underlaget, beskytte det mod skadelige eksterne kræfter osv., så dette er vigtige teknikker. Selvom begge processer deler lignende metoder, er der få forskelle mellem PVD og CVD; derfor er de nyttige i forskellige tilfælde.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er PVD
3. Hvad er CVD
4. Sammenligning side ved side - PVD vs CVD i tabelform
5. Resume

Hvad er PVD?

PVD er fysisk dampaflejring. Det er hovedsageligt en fordampningsbelægningsteknik. Denne proces involverer flere trin. Vi udfører imidlertid hele processen under vakuumforhold. For det første bombarderes det faste forstadiemateriale med en elektronstråle, så det vil give atomer af dette materiale.

Figur 01: PVD-apparat

For det andet kommer disse atomer ind i det reagerende kammer, hvor belægningssubstratet findes. Under transporten kan atomerne reagere med andre gasser for at fremstille et overtræksmateriale, eller atomerne i sig selv kan blive overtræksmaterialet. Endelig aflejrer de på underlaget ved at lave en tynd pels. PVD-coating er nyttig til reduktion af friktion eller til forbedring af et stofs oxidationsresistens eller til forbedring af hårdheden osv.

Hvad er CVD?

CVD er kemisk dampaflejring. Det er en metode til at deponere fast stof og danne en tynd film af gasformigt fase-materiale. Selvom denne metode er noget, der ligner PVD, er der nogen forskel mellem PVD og CVD. Der er desuden forskellige typer CVD såsom laser CVD, fotokemisk CVD, lavtryks CVD, organisk metal CVD osv..

I CVD belægger vi materiale på et underlagsmateriale. For at gøre denne belægning er vi nødt til at sende belægningsmaterialet ind i et reaktionskammer i form af damp ved en bestemt temperatur. Der reagerer gassen med underlaget, eller den nedbrydes og afsættes på underlaget. Derfor skal vi i et CVD-apparat have et gasleveringssystem, et reaktionskammer, en substratbelastningsmekanisme og en energileverandør.

Endvidere forekommer reaktionen i et vakuum for at sikre, at der ikke er andre gasser end den reagerende gas. Mere vigtigt er, at underlagstemperaturen er kritisk til bestemmelse af aflejringen; Derfor har vi brug for en måde at kontrollere temperaturen og trykket inde i apparatet.

Figur 02: Et plasmaassisteret CVD-apparat

Endelig skal apparatet have en måde at fjerne det overskydende gasformige affald ud. Vi er nødt til at vælge et flygtigt coatingmateriale. Tilsvarende skal det være stabilt; så kan vi konvertere den til gasfasen og derefter belægge på underlaget. Hydrider som SiH4, GeH4, NH3, halogenider, metalcarbonyler, metalalkyler og metalalkoxider er nogle af forløberne. CVD-teknik er nyttig til fremstilling af belægninger, halvledere, kompositter, nanomachiner, optiske fibre, katalysatorer osv..

Hvad er forskellen mellem PVD og CVD?

PVD og CVD er belægningsteknikker. PVD står for fysisk dampaflejring, mens CVD står for kemisk dampaflejring. Den vigtigste forskel mellem PVD og CVD er, at belægningsmaterialet i PVD er i fast form, mens det i CVD er i gasform. Som en anden vigtig forskel mellem PVD og CVD kan vi sige, at i PVD-teknik bevæges og afsættes atomer på underlaget, mens gasformige molekyler i CVD-teknik reagerer med underlaget.

Der er desuden også en forskel mellem PVD og CVD i deponeringstemperaturerne. Det er; for PVD aflejres det ved en relativt lav temperatur (ca. 250 ° C ~ 450 ° C), mens den for CVD afsætter sig ved relativt høje temperaturer i området fra 450 ° C til 1050 ° C.

Resume - PVD vs CVD

PVD står for fysisk dampaflejring, mens CVD står for kemisk dampaflejring. Begge er belægningsteknikker. Den vigtigste forskel mellem PVD og CVD er, at belægningsmaterialet i PVD er i fast form, mens det i CVD er i gasform.

Reference:

1. R. Morent, N. De Geyter, i funktionelle tekstiler til forbedret ydeevne, beskyttelse og sundhed, 2011
2. "Kemisk dampaflejring." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 5. oktober 2018. Tilgængelig her 

Billede høflighed:

1. ”Physical Vapor Deposition (PVD)” Af sigmaaldrich (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia  
2. ”PlasmaCVD” Af S-kei - Eget arbejde, (Public Domain) via Commons Wikimedia