Comparison of PVD and JVD / DVD Thin Film Coatings by Physical Vapor Deposition Methods and a Conceptual, Academic and Theoretical Analysis on Industrial Applications of DVD Coating Technology

Year 2018, Volume: 17 Issue: 1, 131 - 164, 25.05.2018

Ayhan Aytaç Uğur Malayoğlu

https://doi.org/10.17134/khosbd.427054

Abstract

Abstract

 

Today, the fact that countries have effective and powerful weapons is
directly related with technological developments in the defense industry. The
national technology of an individual country is primarily measured by the
development of the defense industry. Various coatings have been made using PVD,
CVD, JVD/DVD, Plasma and Thermal spraying techniques in order to improve the
quality of the systems which are exposed to friction, and so do not work,
mostly results in loss of productivity in the industry.

The aim of this study is to describe the basic differences of the direct
vapor deposition (DVD) coating method, which is not yet implemented but is
among the critical technologies in our country. Application of thin ceramic
film coatings made by physical vapor deposition (PVD) method is frequently used
in surface engineering applications where attention is paid on the superior
technological features of the coating technologies. In this study, both coating
methods were examined in terms of conceptual and system properties. By
demonstrating the differences between the two methods, the applicability of the
DVD method, which is shown as the coating technology of the future, has been
investigated in our country.

As a result, with the direct vapor deposition (DVD) technique; thin film
coatings with superior properties effective on planar or curvilinear surfaces
of alloys and compounds can be made on machine parts operating at high speed
and therefore are expected to resist friction, abrasion and heat effects.

Keywords

PVD, DVD, JVD, Ceramic Coatings

Fiziksel Buhar Biriktirme Yöntemlerinden PVD ve JVD/DVD İnce Film Kaplamaların Karşılaştırılması ve DVD Kaplama Teknolojisinin Endüstriyel Uygulamaları Üzerine Kavramsal, Akademik ve Teorik Bir Analiz

Abstract

Öz

 

Günümüzde ülkelerin etkili ve güçlü silahlara sahip olması savunma
sanayindeki teknolojik gelişmeler ile ilişkilendirilmektedir. Bir ülkenin
ulusal teknolojisi, öncelikle savunma sanayindeki gelişmişlikle ölçülmektedir.
Endüstride, sürtünmeye maruz kalan, bu nedenle çalışmayan ve verimliliğini
kaybeden sistemlerin iyileştirilmesi amacıyla PVD, CVD, JVD/DVD, Plazma ve
Termal püskürtme teknikleri kullanılarak çeşitli kaplamaların yapıldığı görülmektedir.

Bu
çalışmanın amacı, yüzey mühendisliği uygulamalarında sıklıkla kullanılan
fiziksel buhar biriktirme (PVD) yöntemi ile yapılan ince seramik film
kaplamalar ile ülkemizde henüz uygulaması bulunmayan, ancak üstün yönleri
bakımından kritik teknolojiler arasında yer alan doğrudan buhar biriktirme
(DVD) kaplama yönteminin temel farklılıklarına değinerek, JVD/DVD kaplama
teknolojilerinin üstün teknolojik özelliklerine dikkat çekmektir. Çalışmada, her
iki kaplama yöntemi kavramsal ve sistem özellikleri açısından incelenmiştir.
Her iki yöntemin farkları ortaya konularak, geleceğin kaplama teknolojisi
olarak gösterilen DVD yönteminin ülkemizde uygulanabilirliği araştırılmıştır.

Sonuç olarak, Doğrudan Buhar Biriktirme (DVD) tekniği ile; sürtünmeye,
ısıya ve aşınmaya dayanıklı, yüksek hızlarda çalışan makine elemanlarına,
alaşım ve bileşiklerin düzlemsel ya da eğrisel yüzeylerine üstün özelliklere
sahip ince film kaplama yapılabilmektedir.

Keywords

PVD, DVD, JVD, Seramik Kaplamalar

References

• Kaynakça
• Kitaplar
• Axen, N., Hogmark, S., Jacobson, S., Larsson, M., Wiklund, U. (2000). Modern triboloji handbook. Bhushan, B., CRC Pres, Chapters: 13,19,26. Bunshatta R.F. (1980). High rate physical vapour deposition processes. Agard Lecture Series No: 106, Material Coating Techniques, Hardford House, London, s:21-26. Holmberg, K., Matthews, A. (1994). Coatings tribology. Elsevier Tribology Series 28, Elsevier Science, Amsterdam, 11-21, 172-189, 351-371. Hubler, G. K. (1994) in Pulsed Laser Deposition of Thin Films, ed. D. B. Chrisey and G. K. Hubler. Wiley, New York, 327.
• Tezler
• Groves, J.F., Mattausch, G., Morgner, H., Hass, D.D., Wadley, H.N.G. (2000). Directed vapor deposition: low vacuum materials processing technology. Report, University of Virginia, OMB No:0704-0188, 1-13.
• Makaleler
• Aytaç, A., İlivan, M., Gül, F. (2016). The effect of TiN and CrN coating on the abrasive wear behavior of cold-work tool steels. Journal of the Balkan Tribological Association, l:22 (3A-1):3254-3269. Groves, J.F., Wadley, H.N.G. (1997). Functionally graded materials synthesis via low vacuum directed vapor deposition. Composites Part B 28B:57-69. Hass, D.D., Groves J.F., Wadley, H.N.G. (2001). Reactive vapor deposition of metal oxide coatings. Surface and Coatings Technology, 146 – 147: 85–93. Huang, J.H., Hsu, C.Y., Chen S.S., ve Yu, G.P. (2003). Effect of substrate bias on the structure and properties of ıon-plated ZrN on Si and stainless steel substrates. Mater. Chem. Phys., 77:7-14. Kusano, E., Kitagawa, M., Kuroda, Y., Nanto, H., Kinbara, A. (1998). Adhesion and hardness of compositionally gradient TiO2/Ti/TiN, ZrO2/Zr//ZrN and TiO2/Ti/Zr/ZrN coatings. Thin Solid Films, 334:151-155. Samtaş, G., Sert, H. (2012). Doğrudan buhar biriktirme tekniği (DVD). SDÜ Teknik Bilimler Dergisi, 2 (4):30-40. Schmitz B. (2001) Development of Zn‐Mg alloy coatings by JVD. Materials Technology, 72 (11-12):522-527 DOI: 10.1002/srin.200100162. Schmitz, B., Colin, R. ve Economopoulos, M. (2000). Jet Vapor Deposition, a Novel Vacuum Coating Technique With Superior Properties. Rev. Met. Paris, 97(7-8): 971-978, DOI: 10.1051/metal/200097070971. Yu Z., Hass D., ve Wadley H.N.G. (2005) NiAl bond coats made by a DVD approach. Materials Science and Engineering, A 394:43-52.
• Bildiriler
• Kıyak, M., Çakır, O., Altan, E. (2003). CVD ve PVD kaplama yöntemlerinin kesici takımlara uygulanması. II. Makina Tasarım ve İmalat Teknolojileri Kongresi (MATİT 2003)., Konya, s:115-124.
• Web Siteleri
• DVD Aplications. 13 Mart 2018’de http://directedvapor.com/applications-2/ adresinden erişim sağlanmıştır. PVD Technology and Coating Portfolio. 19 Şubat 2018’de http://www.ionbond.com/coating-services/forming-molding-tools/coating- portfolio/ adresinden erişim sağlanmıştır.