1.概念:
离子镀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,将各种气体放电方式引入到气相沉积领域,整个气相沉积过程都是在等离子体中进行的。离子镀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。是一项发展迅速、受人青睐的新技术。
广义来讲,离子镀膜的特点是:镀膜时,工件(基片)带负偏压,工件始终受高能离子的轰击。形成膜层的膜基结合力好、膜层的绕镀性好、膜层组织可控参数多、膜层粒子总体能量高,容易进行反应沉积,可以在较低温度下获得化合物膜层。
2.真空離子鍍膜原理:
在真空條件下,在陰極靶和工件之間加上一定的電壓後,二者之間便形成等離子場,當連接在大功率弧焊機的回路上的陰極靶和引弧電極通斷的瞬間,產生很大的短路電流,使該突起溫升加高,當達到金屬靶材的氣化溫度時。靶材金屬便被蒸發成金屬原子。當金屬原子進入等離子場時受到電子撞擊而電離為金屬離子,在電場和磁場的共同作用下,金屬離子便以較高的能量入射到待鍍工件表面,金屬正離子在達到工件表面的過程中與離化的反應氣體化合形成不同色澤的化合物與金屬原子一起沉積到待鍍工件表面而形成膜層。
3.真空的特點和應用:
1) 排除了空氣的不良影響,可防止金屬氧化。
2) 除去或減少氣體、雜質污染,提供清潔條件。
3) 減少氣體分子間的碰撞次數。
4) 真空的絕熱性強。
5) 可降低物質的沸點和氣化點。
真空因有這些特點,故應用十分廣泛。例如:宇航環境的模擬,加速器技術,可控熱核反應技術,真空輸送,真空過濾,真空干燥,真空蒸餾,真空制鹽,真空濃縮,真空除臭,真空結晶,冷凍干燥,真空浸漬,真空調濕,真空滲金屬,真空熱處理,真空離子氮化,真空制冷,真空燒結,真空鍍膜,低溫絕熱等等。
4.離子鍍膜特點:
1) 離子鍍可在較低溫下進行,一般化學熱處理和化學氣相沉積均需在9000C以上進行,所以處理後要考慮晶粒細化和變形問題,而離子鍍可在6000C下進行。
2) 膜層的附著力強。
3) 繞鍍能力強: 首先,蒸發物質由於在等離子區被電離為正離子,這些正離子隨電場的電子線運動而終止在常負電的基片的所有表面,因而在基片的正面,反面甚至基片的內孔,凹槽,狹縫等都能沉積上薄膜。
4) 沉積速度快: 鍍層質量好,離子鍍獲得的膜層,組織致密,氣孔,氣泡少,而且鍍前對工件清洗處理較簡單,成膜速度快。
5) 工件材料和鍍膜材料選擇性廣:工件材料除金屬,合金以外,陶瓷,玻璃,塑料均可以,鍍膜材料可以是金屬和合金,也可以是碳化物,氧化物和玻璃等,並可進行多元素多層鍍覆。
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