การชุบ PVD Coating คืออะไร

การสะสมไอทางกายภาพ (PVD) คือวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการรักษาพื้นผิวของเครื่องมือและวัสดุต่าง ๆ ในโรงงานอุตสาหกรรม หลักการคือจะทำการเคลือบผิวชิ้นงาน สร้างฟิล์มบางที่มีความแข็งแรงสูง สามารถใช้งานได้หลากหลายตามชนิดของผิวเคลือบที่สังเคราะห์ได้ เช่น ป้องกันการสึกหรอและการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง ปรับสภาพผิวให้ลื่นเพื่อลดความเสียดทาน ต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมี และต้านทานเกิดออกซิเดชันที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตได้ เป็นต้น

การเคลือบ PVD Coating เป็นเทคนิคที่ช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักรและอุปกรณ์ต่าง ๆ ในโรงงานให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น บทความนี้จะช่วยอธิบายให้เข้าใจกันมากขึ้น

การชุบ PVD Coating คืออะไร...?

การชุบ PVD (Physical Vapor Deposition) คือการสะสมไอทางกายภาพ เป็นเทคนิคการสร้างฟิลม์บางที่ใช้กลไกทางกายภาพ เช่น สปัตเตอริง (sputtering) และการระเหย (evaporation) เพื่อทำให้สารตั้งต้นกลายเป็นไอ จากนั้นไอ (ซึ่งเป็นได้ทั้งอะตอมหรือไอออน) ที่เกิดขึ้นจะตกเคลือบบนสับสเตรท (substrate) หรือชิ้นงาน ซึ่งกระบวนการนี้จะต้องทำในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงประมาณ 250 ถึง 750 องศาเซลเซียส โดยผิวที่เคลือบจะมีความแข็งแรงทนทานสูง ทนต่อการสึกหรอ และการตัดที่มีอุณหภูมิสูงมาก อีกทั้งตัวฟิล์มที่เคลือบลงบนพื้นผิวของเครื่องมือและวัสดุยังทนต่อการระเหยได้ดี ซึ่งกระบวนการชุบ PVD ถือเป็นวิธีที่ค่อนข้างเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงการใช้อุณหภูมิในการชุบผิวต่ำจะส่งผลกระทบกับตัวชิ้นงานน้อย โดยชิ้นงานจะไม่เสียรูป และมีความเครียดสะสมน้อย ทนต่อการแตกหักได้ดีกว่าการชุบ CVD จึงทำให้การชุบ PVD มีค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูง และใช้เวลาในกระบวนการค่อนข้างนานหากเปรียบเทียบกับการชุบ CVD แต่กระบวนการนี้ก็มีข้อบกพร่องตรงที่การชุบ PVD จะเป็นกระบวนการชุบเป็นแบบแนวสายตา จึงอาจจะไม่เหมาะกับการชุบชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อนหรือซอกหลืบมาก

การชุบ CVD คืออะไร...?

การชุบ CVD (Chemical Vapor Deposition) เป็นวิธีการชุบที่ใช้กระบวนการทางเคมีในการสร้างชั้นเคลือบผิวที่มีความบริสุทธิ์สูง อาศัยปฏิกิริยาเคมีในการสังเคราะห์สารเคลือบที่อยู่ในสถานะของแข็งจากสารตั้งต้นที่อยู่ในสถานะไอ ทั้งนี้สารเคลือบที่ได้เป็นผลลัพธ์จากการทำ ปฏิกิริยากันระหว่างไอเคมีตั้งต้นกับพื้นผิวที่ต้องการเคลือบโดยตรง หรืออาจเป็นการทำ ปฏิกิริยาระหว่างไอเคมีมากกว่าหนึ่งชนิดที่อยู่เหนือพื้นผิวแล้วเกิดเป็นสารเคลือบบนพื้นผิวที่ต้องการก็ได้ ซึ่งกระบวนทั้งหมดนี้จะต้องทำในห้องปฏิบัติการโดยเฉพาะ เนื่องจากกระบวนการเคลือบจำเป็นต้องมีการใช้งานสารเคมีที่มักมีความอันตรายและเป็นพิษ และปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ต้องใช้อุณหภูมิสูงถึง 700-1,000 องศาเซลเซียส เพื่อป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากการระเหยของสารเคมีในกระบวนการดังกล่าวได้ สำหรับชิ้นงานที่ทำการชุบ CVD นั้นถือว่ามีคุณภาพ ทนต่อการขัดสี และทนต่อการสึกหรอได้ดีกว่าการชุบ PVD อีกทั้งยังเหมาะกับการเคลือบพื้นผิววัสดุอุปกรณ์ที่มีรูปทรงแปลก ๆ อย่าง ดอกเจาะ และอุปกรณ์ที่เป็นเกลียวต่าง ๆ หรือชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ดี และยังสามารถใช้ชุบผิว เพื่อสร้างเซมิคอนดักเตอร์ หรือสารกึ่งตัวนำสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้อีกด้วย