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真空镀膜(PVD 技术)

评论:0 发布时间:2019-12-06
行业领域:制造业 —— 通用设备制造业
专利信息: 非专利技术
成熟度: 已有样品
技术合作方式: 完全转让 许可转让 合作生产
技术推广方式: 正在技术推广
技术交易价格: 面议
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  • 信息描述
应用行业领域 新材料-膜材料
适用范围
成果内容简介 项目简介
1. 真空涂层技术的发展真空涂层技术起步时间不长,国际上在上世纪六十年代才出现将 CVD(化学
气相沉积)技术应用于硬质合金刀具上。由于该技术需在高温下进行(工艺温度 高于 1000oC),涂层种类单一,局限性很大,起初并未得到推广。到了上世纪 七十年代末,开始出现 PVD(物理气相沉积)技术,之后在短短的二、三十年间 PVD 涂层技术得到迅猛发展,究其原因:
(1)其在真空密封的腔体内成膜,几乎无任何环境污染问题,有利于环保;
(2)其能得到光亮、华贵的表面,在颜色上,成熟的有七彩色、银色、透 明色、金黄色、黑色、以及由金黄色到黑色之间的任何一种颜色,能够满足装饰 性的各种需要;
(3)可以轻松得到其他方法难以获得的高硬度、高耐磨性的陶瓷涂层、复 合涂层,应用在工装、模具上面,可以使寿命成倍提高,较好地实现了低成本、高收益的效果;
(4)此外,PVD 涂层技术具有低温、高能两个特点,几乎可以在任何基材 上成膜,因此,应用范围十分广阔,其发展神速也就不足为奇。
真空涂层技术发展到了今天还出现了 PCVD(物理化学气相沉积)、MT-CVD
(中温化学气相沉积)等新技术,各种涂层设备、各种涂层工艺层出不穷。目前 较为成熟的 PVD 方法主要有多弧镀与磁控溅射镀两种方式。多弧镀设备结构简单, 容易操作。多弧镀的不足之处是,在用传统的 DC 电源做低温涂层条件下,当涂 层厚度达到 0.3 um 时,沉积率与反射率接近,成膜变得非常困难。而且,薄膜 表面开始变朦。多弧镀另一个不足之处是,由于金属是熔后蒸发,因此沉积颗粒 较大,致密度低,耐磨性比磁控溅射法成膜差。可见,多弧镀膜与磁控溅射法镀 膜各有优劣,为了尽可能地发挥它们各自的优越性,实现互补,将多弧技术与磁 控技术合而为一的涂层机应运而生。在工艺上出现了多弧镀打底,然后利用磁控
溅射法增厚涂层,最后再利用多弧镀达到最终稳定的表面涂层颜色的新方法。 2. 技术原理
PVD (Physical Vapor Deposition) 即物理气相沉积,分为:真空蒸发镀膜、 真空溅射镀膜和真空离子镀膜。我们通常所说的 PVD 镀膜,指的就是真空离子镀 膜和真空溅射镀;通常说的 NCVM 镀膜,就是指真空蒸发镀膜。
真空蒸镀基本原理:在真空条件下,使金属、金属合金等蒸发,然后沉积在 基体表面上,蒸发的方法常用电阻加热,电子束轰击镀料,使蒸发成气相,然后 沉积在基体表面,历史上,真空蒸镀是 PVD 法中使用最早的技术。
溅射镀膜基本原理:充氩(Ar)气的真空条件下,使氩气进行辉光放电,这 时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar),氩离子在电场力的作用下,加速轰击以镀 料制作的阴极靶材,靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。溅射镀膜中的入射离 子,一般采用辉光放电获得,在 l0-2Pa~10Pa 范围,所以溅射出来的粒子在飞向 基体过程中,易和真空室中的气体分子发生碰撞,使运动方向随机,沉积的膜易 于均匀。
离子镀基本原理:在真空条件下,采用某种等离子体电离技术,使镀料原子 部分电离成离子,同时产生许多高能量的中性原子,在被镀基体上加负偏压。这 样在深度负偏压的作用下,离子沉积于基体表面形成薄膜。


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