涂层新动向
2018-08-14 12:29:46
作者:星海听涛 来源: 表面工程技术
涂层装备的的发展是伴随着用户对涂层功能而发展的,目前使用较多的 PVD涂层技术主要有两种:磁控溅射和多弧镀膜。
其中采用多弧镀技术制备涂层时,设备的结构比较简单,便于操作,通过电焊机提供电源,使离子蒸发源工作,与电焊具有类似的引弧过程。在工作压强达到一定值时,引弧针与靶材通过反复的接触与断开,使气体产生放电现象。多弧镀膜技术主要是利用弧斑的不断移动,表面上形成连续的熔池,从而使靶材蒸发成气体,最后再沉积在基体表面上得到不同种类的薄膜。相比之下,多弧镀技术能够高效率地利用靶材,使金属充分地进行离子化,最终得到质量较高的薄膜,并且膜膜基间具有较强的结合力。除此之外,采用多弧镀技术得到的涂层颜色比较均匀稳定,即使是在不同的基体上镀 TiN涂层时,薄膜的颜色也也都比较稳定,均为金黄色。
诸多的优点都是磁控溅射技术不能相比的,但是多弧镀也存在一些缺点,比如使用传统统的直流电源时,在涂层温度较低的情况下,当沉积到 0.3 μm厚的的薄膜时,此时,反射率接近沉积率,因此不容易再继续沉积薄膜,这种情况下,薄膜表面开始逐渐变脆,质量下降。另外,由于金属靶材都是先熔熔化后蒸发的,所以沉积颗粒较大,薄膜比较疏松,密度较低,与磁控溅射技术相比,涂层的自润滑性相对较差。由此可见,多弧镀技术与磁控溅射技术术均有各自的优缺点。为了使它们能够彼此互补,最大限度地发挥各自的优势,出现了多弧镀与磁控溅射镀相结合的涂层技术,将两种技术合而为一,先采用多弧镀进行打底之后,再利用磁控溅射技术制备涂层,最后再使用多弧镀技术,利用其优点获得得颜色稳定的的薄膜。这种方法结合了多弧镀和和磁控溅射技术各自的优点,能够获得得高质量的表面涂层,是一种比较新颖的涂层技术。
最近10年间,离子辅助沉积、HIPIMMS等技术的成熟,带来了上图中的新一代涂层结构,所以以新型装备的的主要部件主要具备相应的特点和需要达到性能。
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