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Metalização a vácuo

Boa tarde.

Pretendo construir uma máquina de metalização a vácuo, utilizando uma panela de pressão, que será a máquina, um motor compressor, para fazer vácuo no sistema, duas lâmpadas incandescentes, cujos filamentos é onde pretendo evaporar pequenos pedaços de papel alumínio, um motor para girar a base onde o objeto a ser metalizado irá ficar. Porém, em minhas pesquisas, fala-se que a pressão necessária para o alumínio aderir de forma fina e boa ao objeto deve ser da ordem de 10-5 mbar, cerca de 15 milhões de vezes menor do que a pressão da Terra. Qual seria a explicação para a necessidade de uma pressão tão baixa? Qual poderia ser a implicação da utilização de um motor simples de geladeira?

Respondido por: Prof. Cristiano Krug - IF-UFRGS

A “metalização a vácuo” consiste em evaporar um (ou mais) metal (metaisis) ou liga(s) de modo que ele(s) condense(m) no substrato de interesse (objeto que se deseja revestir). A taxa de evaporação (quantidade de material que evapora em um dado intervalo de tempo) é proporcional à *diferença* entre a pressão de vapor do metal (na temperatura em que se encontra na metalizadora) e a pressão no recipiente. Dado que a pressão de vapor dos metais é “baixa”, é necessária uma pressão “muito baixa” no recipiente para que ocorra evaporação significativa. Além disso, baixas pressões favorecem (i) o transporte de material (o metal consegue atingir o substrato sem antes colidir com os gases que compõem o ambiente no recipiente) e (ii) a qualidade do revestimento produzido (previnem problemas de baixa adesão e descoloração devido a processos químicos como oxidação). A utilização de um compressor de refrigeração como bomba de vácuo em uma metalizadora implicaria baixa taxa de evaporação (possivelmente imperceptível) e baixa qualidade do revestimento formado (no caso do alumínio, produz-se um revestimento de óxido de alumínio, esbranquiçado, ao invés do metal, “espelhado”).

Essa discussão qualitativa pode ser colocada em termos quantitativos; há modelos físicos aplicáveis e são conhecidos os valores das grandezas físicas envolvidas. O assunto é apresentado em disciplinas como “Deposição de Filmes Finos por Pulverização Catódica”, do Programa de Pós-Graduação em Física da UFRGS. Se você deseja ver uma metalizadora a vácuo em funcionamento, pode solicitar ao Laboratório de Microeletrônica do Instituto de Física da UFRGS.

 


4 comentários em “Metalização a vácuo

  1. Luciano disse:

    1. Cuidado na escolha da panela de pressão. As usuais possuem apenas vedação para pressões positivas. Não pode ser do tipo de vedação interna à panela, mas externa. 2. Para reduzir o exeito da oxidação um caminho pode ser a substituição da atmosfera do evaporador por algum gás inerte (He), em etapas recursivas de vácuo e preenchimento com o gás inerte para “diluir” o oxigênio. 3. Uma diferença de potencial entre filamento e a peça e/ou suporte da peça pode agilizar o processo de deposição.

  2. Augusto disse:

    Ok, muito obrigado!

  3. marco fabio disse:

    acredito ser impossível se obter o vácuo nescessário para se evaporar o alumínio ( que tem que ser no mínimo de 1.0 X E-4 mbar ou 0.0001 mbar ) este seria o valor mínimo de vácuo para se obter uma metalização bem ruim e escura, devido ao fato de ainda existir uma boa quantidade de moléculas de gases ainda no interior da câmara. Maquinas de metalização normalmente possuem 03 tipos de bombas de vácuo cada uma atingindo um determinado valor, onde, para se obter uma boa metalização, deve-se ter um vácuo de 5.5 X E-5 mbar; Este é o fator principal, mas temos outros.

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