PVD真空鍍膜技術(shù)原理及優(yōu)點(diǎn)

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一、PVD真空鍍膜技術(shù)原理
PVD( Physical Vapor Deposition)分為：真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。我們通常所說的PVD鍍膜，指的就是真空離子鍍膜和真空濺射鍍;通常說的NCVM鍍膜，就是指真空蒸發(fā)鍍膜。
真空蒸鍍基本原理：在真空條件下，使金屬、金屬合金等蒸發(fā)，然后沉積在基體表面上，蒸發(fā)的方法常用電阻加熱，電子?xùn)|轟擊鍍料，使蒸發(fā)成氣相，然后沉積在基體表面，歷史上，真空蒸鍍是PVD法中使用較早的技術(shù)。
濺射鍍膜基本原理：充(Ar)氣的真空條件下，使氣進(jìn)行輝光放電，這時(shí)氬(Ar)原子電離成氮離子(Ar)，離子在電場力的作用下，加速轟擊以鍍料制作的陰極靶材，靶材會(huì)被濺射出來而沉積到工件表面。濺射鍍膜中的入射離子，一般采用輝光放電獲得，在10-2pa~10Pa范圍，所以濺射出來的粒子在飛向基體過程中，易和真空室中的氣體分子發(fā)生碰撞，使運(yùn)動(dòng)方向隨機(jī)，沉積的膜易于均勻。
離子鍍基本原理：在真空條件下，采用某種等離子體電離技術(shù)，使鍍料原子部分電離成離子，同時(shí)產(chǎn)生許多高能量的中性原子，在被鍍基體上加負(fù)偏壓。這樣在深度負(fù)偏壓的作用下，離子沉積于基體表面形成薄膜。

二、PVD鍍膜的優(yōu)點(diǎn)
1）鍍層附著性能好
普通真空鍍膜時(shí)，在工件表面與鍍層之間幾乎沒有連接的過渡層，好似截然分開。而離子鍍時(shí)，離子高速轟擊工件時(shí)，能夠穿透工件表面，形成一種注入基體很深的擴(kuò)散層，離子鍍的界面擴(kuò)散深度可達(dá)四至五微米，對(duì)離子鍍后的試件作拉伸試驗(yàn)表明，一直拉到快要斷裂時(shí)，鍍層仍隨基體金屬一起塑性延伸，無起皮或剝落現(xiàn)象發(fā)生，可見附著多么牢固，膜層均勻，致密。
2）繞鍍能力強(qiáng)
離子鍍時(shí)，蒸發(fā)料粒子是以帶電離子的形式在電場中沿著電力線方向運(yùn)動(dòng)，因而凡是有電場存在的部位，均能獲得良好鍍層，這比普通真空鍍膜只能在直射方向上獲得鍍層優(yōu)越得多。因此，這種方法非常適合鍍覆零件上的內(nèi)孔、凹槽和窄縫。等其他方法難鍍的部位。用普通真空鍍膜只能鍍直射表面，蒸發(fā)料粒子猶如攀登云梯一樣，只能順梯而上；而離子鍍則能均勻地鍍到零件的背面和內(nèi)孔中，帶電離子則好比坐上了直升飛機(jī)，能夠沿著規(guī)定的航線飛抵其活動(dòng)半徑范圍內(nèi)的任何地方。
3）鍍層質(zhì)量好
離子鍍的鍍層組織致密、無氣泡、厚度均勻。甚至棱面和凹槽都可均勻鍍覆，不致形成金屬瘤。像螺紋一類的零件也能鍍覆，有高硬度、高耐磨性（低摩擦系數(shù)）、很好的耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，膜層的壽命更長；同時(shí)膜層能夠大幅度提高工件的外觀裝飾性能。
4）清洗過程簡化
現(xiàn)有鍍膜工藝，多數(shù)均要求事先對(duì)工件進(jìn)行嚴(yán)格清洗，既復(fù)雜又費(fèi)事。然而，離子鍍工藝自身就有一種離子轟擊清洗作用，并且這一作用還一直延續(xù)整個(gè)鍍膜過程。清洗效果極好，能使鍍層直接貼近基體，有效地增強(qiáng)了附著力，簡化了大量的鍍前清洗工作。
5）可鍍材料廣
離子鍍由于是利用高能離子轟擊工件表面，使大量的電能在工件表面轉(zhuǎn)換成熱能，從而促進(jìn)了表層組織的擴(kuò)散作用和化學(xué)反應(yīng)。然而，整個(gè)工件，特別是工件心部并未受到高溫的影響。因此這種鍍膜工藝的應(yīng)用范圍較廣，受到的局限性則較小。通常，各種金屬、合金以及某些合成材料、絕緣材料、熱敏材料和高熔點(diǎn)材料等均可鍍復(fù)。即可在金屬工件上鍍非金屬或金屬，也可在非金屬上鍍金屬或非金屬，甚至可鍍塑料、橡膠、石英、陶瓷等。
PVD鍍膜技術(shù)其應(yīng)用，主要是裝飾鍍膜和工具鍍膜。對(duì)于幫助企業(yè)產(chǎn)品提升產(chǎn)品的耐磨性、耐腐蝕性和保持化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，可謂功不可沒。

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