作者:深圳市英能电气有限公司
时间:2022-11-08
中国深圳
真空镀膜被用来保护从医疗工具到航空航天零件的所有东西。它们帮助物体抵抗磨损、摩擦、严酷的化学物质和热量,使它们能持续更长时间。与其他保护涂层不同,薄膜沉积(真空)涂层不会带来不必要的副作用-其他涂层技术有可能使工具超出公差或增加过多的厚度,从而导致零件的性能不符合设计要求。
那什么是真空镀膜呢?真空镀膜,又称薄膜沉积,是一种真空室工艺,在基底表面涂上一层非常薄且稳定的涂层,以保护其免受可能磨损或降低其效率的力的影响。真空涂层很薄,厚度从0.25到10微米(0.01到0.4千分之一英寸)。
简明扼要来说它就像一套盔甲,保护骑士,提高他的表现。
真空镀膜细细分来,针对不同的行业产品,也有不同的镀膜类型分类,一起来探讨下吧。
1、PVD涂层
物理气相沉积涂层(PVD)是我们最常用的真空室镀膜工艺。将要涂层的零件放置在真空室内。将用作涂层的固体金属靶材在真空下蒸发。来自汽化金属的原子以接近光速的速度运动,并嵌入真空室的零件表面。为了确保物体的正确区域被覆盖,在PVD过程中,零件被小心地定位和旋转。
技术核心思想:使用厚度仅仅数微米的二维材料对材料表面进行保护,实现工具的使用寿命和使用性能得到显著提升,获得低成本下高效率的效用,适用于小型精密工件的表面强化。
PVD涂层能应用于各类需要机械接触的耐蚀耐磨零件上,比如在GCr15轴承环上镀CrN涂层,中性盐雾试验到300h,能够取代不环保的电镀硬铬工艺,同时表面硬度更高。
PVD硬质涂层还可以作为装饰性涂层,调整工艺能制备不同颜色,应用在各类卫浴和高端五金件上获得美观的外表,不仅具有良好的耐腐蚀性-中性盐雾试验超过300小时,还具有良好的耐磨性,不易磨损和刮花,能长时间保持表面高质量。
2、溅射镀膜
溅射是另一种PVD涂层,用于在物体上沉积导电或绝缘材料涂层。在溅射过程中,使用电离气体烧蚀或缓慢去除目标材料(覆盖零件的材料)上的金属。烧蚀后的金属通过真空室,覆盖在目标上方或下方的所需部位。
大约于1858年,英国和德国的研究者先后子实验室中发现了溅射现象。“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面(靶),使固体原子(或分子) 从表面射出的现象。射出的粒子大多呈原子状态,常称为溅射原子。用于轰击靶的荷能粒子可以是电子、离子或中性粒子,因离子在电场下易于加速并获得所需动能,故大多采用离子作为轰击粒子。该离子又称入射离子,这种镀膜技术又称为离子溅射镀膜或淀积。与此相反,利用溅射也可以进行刻蚀。淀积和刻蚀是溅射过程的两种应用。溅射镀膜技术经历了缓慢的发展过程,1955年,Wehner提出高频溅射技术后,溅射镀膜发展迅速,成为了一种重要的光学薄膜工艺。现有两极溅射、三极溅射、反应溅射、磁控溅射和双离子溅射等淀积工艺。
3、阴极电弧
阴极电弧是一种PVD方法,它使用电弧放电蒸发材料,如氮化钛、氮化锆或银等。蒸发的物质覆盖在真空室中的零件上。
上世纪80年代推广真空阴极电弧镀TiN,很快席卷全球,90年代掀起了阴极电弧镀膜热,成为硬质保护膜生产主流技术,广泛应用在工具镀、装饰镀和特殊功能镀膜领域。
4、原子层沉积
原子层沉积(ALD)对于硅涂层和复杂尺寸的医疗器械非常有用。通过交替室内的化学物质,涂层的化学成分和厚度可以用原子精密度来控制。这意味着它可以提供最完整的涂层类型之一,即使对于尺寸非常复杂的零件。
原子层沉积是一种化学气相沉积技术,可以在原子层规模上进行表面控制,均匀且优异的保形膜生长。表面控制的薄膜生长是ALD的独特功能,它基于气相前体分子与活性表面物质之间的顺序性,自限性化学反应。在典型的ALD过程中,至少两个气相前体被顺序地脉冲到衬底所在的反应空间中。
真空镀膜在各个行业领域都能看到它的踪影,比如医疗,钟表,电子,五金,餐具产品等等。作为镀膜行业的得力助手,当然也少不了英能电源的添砖加瓦。
英能电源的作用就是确保镀膜过程中电压的稳定性,镀膜效率高,使膜层致密,保持较好地光洁度。