質量流量控制器應用于物理氣相沉積

您知道陽極氧化與發藍處理的弊端嗎？盡管表面是耐腐蝕的，但容易被被刮擦。陽極氧化過程大多不會增強表面硬度，鍍鉻倒是有此功效，但鉻有毒性，且易磨損、易變形、易碎裂。Duralar科技有限公司——真空沉積系統的制造商，希望利用物理氣相沉積開發一套類金剛石材料的快捷鍍膜系統，其堅固性與持久性都強于陽極氧化與鍍鉻，并將應用于金屬部件表面的防腐蝕、防侵蝕、防磨損等處理過程。

假設您也是類似于Duralar公司的物理氣相沉積技術的革新者，希望通過科技讓生活變得更有趣。我們假設您沒有足夠充裕的時間、也并不擁有一顆搖錢樹！研發過程中需要不斷地測試、考慮新方案的可行性以及參與反應的氣體，須時時切換氣體種類并調節流量大小，從而確保的鍍膜量。您一定不希望為每一此測試都采購一臺全新的真空型質量流量控制器，也一定不能忍受每切換一次氣體就不得不將系統停機重新標定質量流量控制器。

Duralar公司初的氣相沉積系統中集成了6臺熱式質量流量控制器，但這6臺設備無一采用特殊氣體——四甲基硅烷(簡稱TMS)液體蒸發——標定過。事實上，除非將系統停機后重新標定質量流量控制器，不然根本無法真正意義上地實現氣體切換。因此，Duralar公司聯系了艾里卡特。雖然四甲基硅烷也不在艾里卡特標準兼容氣體列表中，但經過一番定制化設計后，我們交付了一臺耐腐蝕、四甲基硅烷特殊標定的質量流量控制器。

碳素鋼通過硬如金剛石的物理氣相沉積真空鍍膜后呈黑色

Duralar公司對原先的物理沉積系統進行了改良，采用艾里卡特質量流量控制器。只是一個偶然的替換，如今卻成了系統中始終維持精密四甲基硅烷流量的保障，無論流量大小是趨于滿量程還是僅為滿量程的0.5%。因為艾里卡特質量流量控制器內置的氣體切換功能所采用的算法不僅是乘以系數K對某一點流量進行補償，而是基于一套完整的、附有NIST粘度值的性能曲線。Duralar公司也無需再為工廠內溫度或壓力的變化對精度產生干擾而擔憂，因為不同于傳統的熱式質量流量控制器，艾里卡特質量流量控制器內的閉合回路傳感器將自動對體積的變化進行補償。

不久，Duralar公司就開始通過將腔體抽真空來生產鍍膜材料，腔體內充入恰好流量的氣體，加入蒸汽鍍料并將其轉化成具有附著性的漿體。物理氣相沉積必須在真空環境下進行，從而鍍料到達被鍍物體表面時而不會被氧化。

上圖為由一臺真空泵與三臺質量流量控制器組成的原型系統

之后，Duralar公司又打算開發一項管道內壁鍍層的系統。管道內壁鍍層有助于減少腐蝕性液體或氣體通過管道時造成的磨損與腐蝕，亦能防止槍管等內部生銹。實現方法十分巧妙：將管道尾部密封以形成一真空腔體。此過程中的關鍵在于須在一狹窄的管道空間內改變鍍料位置以完成整個管道內壁鍍層。這就意味著更多樣化的原型設計、*的實驗，艾里卡特再一次鼎力相助。

通過一臺用于四甲基硅烷的MCS耐腐蝕型質量流量控制器及兩臺MC系列標準型質量流量控制器，Duralar公司輕而易舉地實現了在預置的98種常用氣體外加至多20種自定義氣體中任意切換，耐腐蝕型質量流量控制器中標準預置氣體更是達到128種。

上圖為艾里卡特質量流量控制器應用于原型系統的LabVIEW界面

Duralar公司下載了艾里卡特LabVIEW驅動程序來構建上述真空系統，通過遠程電腦來控制質量流量控制器及自己的節流閥，終，在規定期限內完成了此真空系統的設計，并已將其投產。如今，您可以為您的金屬部件鍍上類金剛石的材料，也可以訂購一臺鍍膜系統開展相關的鍍膜服務。相比于陽極氧化，真空鍍膜要持久耐用的多；與鍍鉻相比，則更為簡易與堅硬。艾里卡特質量流量控制器的可變與適應性使得物理氣相沉積技術又有了新的突破。