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真空鍍膜技術(shù)是氣相物理沉積的方法之一,也叫真空電鍍.是在真空條件下,用蒸發(fā)器加熱鍍膜材料使之升華,蒸發(fā)粒子流直接射向基體,在基體表面沉積形成固體薄膜.

真空鍍膜的應(yīng)用廣泛,如真空鍍鋁,在塑料等基體上進行真空鍍,再經(jīng)過不同顏色的染色處理,可以應(yīng)用于家具、工藝品、燈飾、鐘表、玩具、汽車燈具、反光鏡及柔軟包裝材料等產(chǎn)品制造中,裝飾效果十分出色.

真空鍍膜技術(shù)基本原理

真空鍍膜過程簡單來說就是電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞,電離出大量的氬離子和電子,電子飛向基片.氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材,濺射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜.

但在實際輝光放電直流濺射腔體材料系統(tǒng)中,自持放電很難在低于1.3Pa的條件下維持,這是因為在這種條件下沒有足夠的離化碰撞.因此在低于1.3~2.7Pa壓強下運行的濺射系統(tǒng)提高離化碰撞就顯得尤為重要.提高離化碰撞的方法要么靠額外的電子源來提供,而不是靠陰極發(fā)射出來的二次電子;要么就是利用高頻放電裝置或者施加磁場的方式提高已有電子的離化效率.

事實上,真空鍍膜中二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛侖磁力的影響,被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi),該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高,二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運動,該電子的運動路徑很長,在運動過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材,經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低,腔體材料擺脫磁力線的束縛,遠離靶材,Z終沉積在基片上.

真空鍍膜就是以磁場束縛而延長電子的運動路徑,改變電子的運動方向,提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量.電子的歸宿不僅僅是基片,真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿,因為一般基片與真空室及陽極在同一電勢.磁場與電場的交互作用(EXB drift)使單個電子軌跡呈三維螺旋狀,而不是僅僅在靶面圓周運動.

真空鍍膜技術(shù)的特點

1、鍍覆材料廣泛:可作為真空鍍蒸發(fā)材料有幾十種,包括金屬、合金和非金屬.真空鍍膜加工還可以像多層電鍍一樣,加工出多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜,滿足對涂層各種不同性能的需求.

2、真空鍍膜技術(shù)可以實現(xiàn)不能通過電沉積方法形成鍍層的涂覆:如鋁、鈦、鋯等鍍層,腔體材料甚至陶瓷和金剛石涂層,這是十分難能可貴的.

3、真空鍍膜性能優(yōu)良:真空鍍膜厚度遠小于電鍍層,但涂層的耐摩擦和耐腐蝕性能良好,孔隙率低,而且無氫脆現(xiàn)象,相對電鍍加工而言可以節(jié)約大量金屬材料.

4、環(huán)境效益優(yōu)異:真空鍍膜加工設(shè)備簡單、占地面積小、生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)雅潔凈,無污水排放,不會對環(huán)境和操作者造成危害.在注重環(huán)境保護和大力推行清潔生產(chǎn)的形勢下,真空鍍膜技術(shù)在許多方面可以取代電鍍加工.