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常见的几种真空镀膜技术优缺点
2022-07-19  阅读

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  【康沃真空网】在环保驱动下,市场积极探索更节能环保的表面处理工艺。与传统电镀相比,真空镀膜具有镀层薄,速度快,附着力好等优势,适合金属、塑料等表面处理。且没有废水污染,在环保上具有一定优势,因此受到了市场的追捧。

  常见的真空镀膜工艺分成四类:真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜、真空离子镀膜和化学气相沉积。它们各有优势和针对性,如何选择合适的真空镀膜成为了生产企业发展和创新中的一道必选题。

  一、真空蒸发镀膜

  真空蒸发(Vacuum Evaporation) 镀膜是在真空条件下,用蒸发器加热蒸发物质,使之升华,蒸发粒子流直接射向基片,并在基片上沉积形成固态薄膜,或加热蒸发镀膜材料的真空镀膜方法。

  优点:设备简单、操作容易;薄膜纯度高、厚度可较准确控制;成膜速率快,效率高。

  缺点:密度差(只能达到理论密度的95%);薄膜附着力较小。

  目前,真空蒸发镀膜更多的应用于建筑工程五金、卫浴五金、钟表、小五金,甚至轮毂、不锈钢型材、家具、照明设备及酒店用品、装饰品的表面处理。

  二、真空溅射镀膜

  用几十电子伏或更高动能的荷能粒子轰击材料表面,使其原子获得足够高的能量而溅出进入气相,这种溅出的、复杂的粒子散射过程称为溅射。真空溅射镀膜就是利用溅射现象实现制取各种薄膜。

  优点:膜厚可控性和重复性好;与基片的附着力强;膜层纯度高质量好;可制备与靶材不同的物质膜。

  缺点:成膜速度比蒸发镀膜低;基片温度高;易受杂质气体影响;装置结构较复杂。

  目前最常用的溅射镀膜技术是磁控溅射镀膜技术。这种技术能增加与气体的碰撞几率,提高靶材的溅射速率,最终提高沉积速率。因此更适用于具有吸收、透射、反射、折射、偏光等作用的功能性薄膜、装饰领域、微电子领域。

  三、真空离子镀膜

  真空离子镀膜是在真空蒸发镀和溅射镀膜的基础上发展起来的一种镀膜新技术。通过在等离子体中进行整个气相沉积过程,真空离子镀膜工艺大大提高了膜层粒子能量,可以获得更优异性能的膜层,扩大了“薄膜”的应用领域。

  优点:附着力强,不易脱落;改善了膜层的覆盖性;镀层质量高;成膜速度快;密度高、晶粒小。

  缺点:基板须是导电材料。

  由于镀膜性能出色,真空离子镀膜有着更广的应用领域,目前主要应用于:机械零件、飞机、船舶、汽车、排气管、飞机发动机、高速转动件、工具、超硬工模具等。

常见的几种真空镀膜技术优缺点

  四、化学气相沉积(CVD)

  CVD技术利用气态化合物或化合物的混合物在基体受热面上发生化学反应,从而在基体表面上生成不挥发的涂层。

  优点:操作简单、灵活性强,适用于单一或复合膜层和合膜层;适用性广泛;沉积速率可达每分钟几微米到数百微米,生产效率高;适用于涂覆形状复杂的基体;涂层致密性好。

  缺点:沉积温度高,易导致基材性能下降;反应气体、反应尾气可能具有一定的腐蚀性、可燃性及毒性;镀层很薄。

  CVD法主要应用于两大方向:

  1、制备涂镀层,改善和提高材料或零件的表面性能提高或改善材料或部件的抗氧化、耐磨、耐蚀以及某些电学、光学和摩擦学性能。

  2、开发新型结构材料。目前CVD技术在保护膜层、微电子技术、太阳能利用、光纤通信、超导技术、制备新材料等许多方面得到广泛的应用。

  另外,在制备粉体材料方面,利用高效稳定的催化剂促进CVD制粉过程,或与物理方法结合,在低温、高真空条件下制备粉体材料也成为未来化学气相沉积技术发展的方向。