Покрытие AlN — нитрид алюминия методом ALD

Нитрид алюминия сочетает свойства, которые редко встречаются вместе: он твёрдый, химически устойчивый, при этом электрически изолирующий и хорошо проводит тепло. Для тонкой плёнки это означает барьер, который защищает поверхность от среды и износа, не замыкая электрических цепей и не запирая тепло внутри изделия.

Собственная разработка

НИТЕК ведёт научно-исследовательскую работу по технологии формирования износостойких и коррозионностойких покрытий на основе нитридов алюминия и титана толщиной 40–100 нм для запорных органов запорно-регулирующей арматуры систем пробоотбора и пробоподготовки нефтегазовой отрасли. Работа выполняется методом молекулярного наслаивания на установке УМН-4П/30.

Задача прикладная: уплотнительные поверхности арматуры работают в условиях абразивного износа и агрессивной среды — пластовая вода, сероводород, диоксид углерода, механические примеси. Это ведёт к потере герметичности и сокращению межремонтного периода. Тонкая твёрдая плёнка призвана поднять стойкость поверхности, не меняя геометрию детали.

Целевые показатели работы

Значения ниже — требования технического задания на НИОКР, по которым идёт отработка технологии, а не паспортные характеристики серийной услуги. Готовы обсуждать нанесение на ваши изделия в рамках опытных работ.

Состав покрытия	AlN, TiN — одно- или двухслойное
Толщина	40–100 нм
Микротвёрдость поверхности	не менее 20 ГПа (наноиндентирование)
Адгезия к основе	класс 1 по ГОСТ Р 9.302, без отслаивания; скретч-тест
Коррозионная стойкость	без очагов коррозии от 250 ч в камере соляного тумана, ГОСТ 9.308
Шероховатость после нанесения	не более Ra 0,4 мкм, без ухудшения исходной
Материалы основы	коррозионностойкие стали, например 12Х18Н10Т, 20Х13
Оборудование	установка молекулярного наслаивания УМН-4П/30

Где применяется

• запорные органы и уплотнительные поверхности арматуры, работающей в агрессивной среде;
• детали пробоотборных и пробоподготовительных систем;
• узлы, где нужен твёрдый барьер без потери электрической изоляции;
• изделия сложной формы, которые невозможно равномерно покрыть напылением.

Чем отличается от TiN и Al₂O₃

TiN даёт твёрдость и износостойкость, но проводит ток. Al₂O₃ — отличный диэлектрический барьер, но мягче и хуже проводит тепло. AlN занимает место между ними: твёрдый, изолирующий и теплопроводный одновременно. Полное сравнение — в таблице по всем покрытиям.