I metodi di deposizione sono tecniche utilizzate per creare strati sottili o spessi di una sostanza su una superficie solida.
Questi strati, noti come rivestimenti, possono alterare in modo significativo le proprietà della superficie del substrato, a seconda dell'applicazione.
Lo spessore di questi strati può variare da un singolo atomo (nanometri) a diversi millimetri, a seconda del metodo e del materiale utilizzato.
I metodi di deposizione possono essere classificati in due tipi: fisici e chimici.
10 tecniche chiave spiegate
1. Metodi di deposizione fisica
Questi metodi non prevedono reazioni chimiche e si basano principalmente su processi termodinamici o meccanici per produrre film sottili.
In genere richiedono ambienti a bassa pressione per ottenere risultati accurati.
Esempi di tecniche di deposizione fisica:
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Tecniche di evaporazione:
- Evaporazione termica sotto vuoto: Comporta il riscaldamento del materiale fino al punto di evaporazione nel vuoto.
- Evaporazione a fascio di elettroni: Utilizza un fascio di elettroni per riscaldare il materiale.
- Evaporazione a fascio laser: Utilizza un laser per far evaporare il materiale.
- Evaporazione ad arco: Utilizza un arco elettrico per vaporizzare il materiale.
- Epitassi a fascio molecolare: Un metodo preciso per depositare singoli strati di atomi.
- Evaporazione per placcatura ionica: Combina l'evaporazione con il bombardamento di ioni per migliorare l'adesione e la densità.
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Tecniche di sputtering:
- Sputtering a corrente diretta: Utilizza una corrente continua per eliminare gli atomi da un materiale bersaglio.
- Sputtering a radiofrequenza: Utilizza la radiofrequenza per ionizzare i gas e spruzzare il materiale bersaglio.
2. Metodi di deposizione chimica
Questi metodi prevedono reazioni chimiche e sono utilizzati per depositare materiali su un substrato.
Ne sono un esempio:
- Tecnica Sol-Gel: Comporta la formazione di una rete inorganica da una soluzione chimica.
- Deposizione in bagno chimico: I materiali vengono depositati da un bagno di soluzione chimica.
- Pirolisi spray: Consiste nello spruzzare una soluzione che si decompone al riscaldamento.
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Placcatura:
- Deposizione galvanica: Utilizza una corrente elettrica per depositare un sottile strato di metallo.
- Deposizione elettrolitica: Comporta una riduzione chimica senza la necessità di una corrente elettrica.
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Deposizione chimica da vapore (CVD):
- CVD a bassa pressione: Condotta a pressioni ridotte per migliorare l'uniformità del film.
- CVD potenziata al plasma: Utilizza il plasma per aumentare la velocità delle reazioni chimiche.
- Deposizione di strati atomici (ALD): Processo autolimitante che deposita monostrati di materiale.
3. Processi ibridi di deposizione sotto vuoto
Si tratta della combinazione di due o più tecniche di deposizione, come la deposizione sputter di un metallo con la CVD al plasma del carbonio, per creare rivestimenti complessi con proprietà specifiche.
4. Apparecchiature per la deposizione sotto vuoto
Le apparecchiature utilizzate nei processi di deposizione comprendono la camera di deposizione, le attrezzature per tenere le parti da rivestire e un sistema di pompaggio del vuoto per rimuovere gas e vapori dalla camera.
A seconda dei materiali e delle proprietà del film desiderate, vengono utilizzati diversi tipi di sorgenti di deposizione, come sorgenti a fascio ionico, catodi per sputtering magnetronico ed evaporatori a fascio termico o elettronico.
In sintesi, la scelta del metodo di deposizione dipende da diversi fattori, tra cui la funzione del film desiderato, il suo spessore, la purezza, la microstruttura e la velocità di deposizione richiesta.
Ogni metodo presenta applicazioni e vantaggi specifici, che li rendono adatti a un'ampia gamma di esigenze tecnologiche e industriali.
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