CVD

Do podstawowych metod CVD dyfuzyjnego nasycania należą procesy w których w wyniku reakcji chemicznych w gazach lub w proszkach powstaje atmosfera zawierająca atomy pierwiastka powłokotwórczego.
Do materiałów CVD zaliczyć możemy:
- nawęglanie
- azotowanie
- azoto – nawęglanie
- chromowanie dyfuzyjne
- aluminiowanie
- tytanowanie

Zasadniczą cechą procesu CVD odróżniającą od procesów PVD jest dyfuzja pierwiastków (objętościowa) poprzez defekty struktury krystalicznej (wakacje) z utworzeniem warstwy dyfuzyjnej.
Na wzrost grubości oprócz temp wpływają:
- temperatura
- różnica stężeń
- czas
- ciśnienie

Przykład procesu CVD, chromowanie dyfuzyjne metodą gazową lub kontaktowo gazową
W procesie chromowania dyfuzyjnego źródłem pierwiastka nasycającego może być gaz wytworzony w wyniku reakcji pomiędzy aktywatorem procesu a proszkiem, lub też gaz otrzymany w wyniku rozkładu związków chemicznych zawierających pierwiastek nasycający.

Metoda kontaktowo – gazowa, źródłem pierwiastka nasycającego jest proszek chromu, aktywatorem procesu jest chlorek amonowy NH4Cl lub fluorek amonowy NH4F lub jodek amonu NH4J. w celu regulacji aktywności źródła nasycającego stosuje się obojętny wypełniacz tlenek glinu Al2O3

Mieszamy proszki i dodajemy aktywator
Cr  60%
Al2O3  40%
NH4Cl  1% aktywator
Do realizacji procesu stosuje się retortę wykonaną ze stali żaroodpornej przystosowanej do przepływu argonu. Proces przeprowadza się w piecu gazowym (piec silitowy - temp 16000C superkantal, )
Podczas nagrzewania wsadu w retorcie zachodzą następujące reakcje chemiczne:
NH4Cl  NH3 + HCl
2NH3  N2+ 3H2
HCl + Cr  ClCr2 + H2
CrCl2 + Fe  FeCl2+ Cr Redukcja to najbardziej efektywna reakcja,
CrCl2 + H2  2HCl + Cr musimy dostarczać wodór
CrCl  Cr + Cl2


Własności warstw chromowanych:
- na stalach nisko węglowych w wyniku procesu chromowania, na powierzchni powstaje roztwór
stały Cr w Fe() i uzyskuje się warstwę o grubości 100 m a nawet większej.
Własności tych warstw:
- wysoka odporność na działanie większości czynników korozyjnych soli, zasad, kwasów
- warstwy chromowane w znaczny sposób zwiększają żarowytrzymałość w stali stopowej,
tworzą na powierzchni stabilny tlenek Cr2O3
- odporne na utlenianie w wysokich temperaturach.
- warstwy chromowane jako jedne z nielicznych są wyjątkowo odporne na korozję w środowisku
gazów spalinowych zawierających związki siarki
- warstwy chromowane na stalach węglowych. Chromowanie dyfuzyjne stali węglowych powoduje
powstanie na powierzchni węglika chromu o bardzo wysokiej twardości (Cr17C3, Cr26C7)
- Warstwy węglikowe mają bardzo wysoką twardość a przez to wysoką odporność na ścieranie i erozję jak również odporność na korozję