真空電鍍:Vacuum Metalizing,即是物理氣相沉積(PVD),即在真空下將原子打到靶材表面上達到鍍膜的目的。最早運用于光學鏡片,如航海望遠鏡鏡片,后來隨著技術的改進,延伸到了唱片、磁盤、光盤、手機外殼、機械刀具等材料上的裝飾鍍膜、材料表面改性等。
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中文名 | 真空電鍍 |
英文名 | Vacuum Metalizing |
別稱名 | 物理氣相沉積(PVD) |
技術分類 | 薄膜技術 > 物理氣相沉積(PVD) |
下屬分類 | 物理氣相沉積 (Physical Vapor Deposition,PVD) > 真空蒸發(真空蒸發) > 磁控濺射(真空濺射) > 離子鍍 (真空離子鍍) |
工藝特點
工藝成本 | 模具費用(無) 單件費用(中) 批量生產(中) |
典型應用 | 反射涂層; 消費電子產品和隔熱板的表面處理; |
產量范圍 | 單件到大批量皆可 |
質量優勢 | 適合高質量,高亮和產品表面保護層 |
生產效率 | 速度慢,具體取決于設備內靶材存放量,通常為6小時/周期(包括噴漆工序) |
適用材料
幾乎所有金屬、合金、及陶瓷材料。
自然材料會影響真空環境,不適合真空電鍍。
除了自然材料以外,適合真空電鍍的材料包括金屬類材料、軟硬塑料(ABS料、ABS PC料、PC料等等)、復合材料、陶瓷、和玻璃等。
最常用于真空電鍍表面處理的是鋁、其次是銀和銅。
應用領域
真空蒸發應用領域
按技術分 | 典型應用 |
電阻加熱 | 1)制鏡工業 2)塑料、紙、鋼板上金屬化涂層 |
電子束加熱 | 1)光學工業(如塑料透鏡) 2)抗腐蝕和高溫氧化涂層 3)熱障涂層 4)塑料、紙、鋼板上金屬化涂層 |
感應加熱 | 核工業 |
電弧加熱 | 導電層 |
激光加熱 | 超導薄膜 |
真空濺射應用領域
按行業分 | 應用分類 | |
電子工業 | IC半導體 | 電極,引線。絕緣層,表面鈍化膜 |
顯示元件 | 透明導電膜,光色膜,絕緣膜,表面鈍化膜 | |
磁記錄 | 軟/硬性磁膜,磁頭縫隙材料,絕緣層,特殊材料 | |
磁記錄 | 軟/硬性磁膜,磁頭縫隙材料,絕緣層,特殊材料 | |
約瑟夫森元件 | 超導膜,絕緣膜 | |
光電子學 | 光IC | |
其他電子元件 | 電阻薄膜,印刷機薄膜熱寫頭,壓電薄膜,電極引線 | |
太陽能利用 | 太陽能電池,選擇吸收膜,選擇反射膜 | |
光學應用 | 反射鏡,光柵 | |
機械、化學應用 | 潤滑,耐磨損,耐腐蝕,耐熱 | |
塑料工業 | 塑料裝飾,硬化 |
真空離子鍍應用領域
按應用分 | 材料:典型應用 |
表面硬化 | 型鋼、低碳鋼:模具、機器零件 不銹鋼:手表殼 硬質合金、高速鋼:刀具、模具 |
耐腐蝕 | 高純鋼:飛機、船舶 低碳鋼螺栓:一般結構用材料 |
裝飾 | 不銹鋼、黃銅:手表、裝飾品、建筑裝飾 塑料:著色涂層、塑料鏡片鍍玻璃 |
電子工業 | Si薄膜:導電膜、集成電路 金屬:電容 陶瓷、樹脂:印刷板、薄膜集成電路 銅合金:觸點材料 石英:耐火陶瓷—金屬焊接 |
光學 | 玻璃:鏡片耐磨涂層 透明塑料:眼鏡用鏡片 |
核能 | 鈾:核反應堆 ZrAI:核聚變裝置 銅殼體:加速器 |
塑料 | ABS塑料:汽車零件、電器零件 |
耐高溫 腐蝕 | Ni基或Co基高溫合金:發動機葉片 |
耐熱 | 鋼、不銹鋼:排氣管、耐火金屬材料 |
設計考慮因素
真空電鍍所使用設備通常較為高昂,加上工藝流程復雜,對環境要求高;為此真空電鍍單價比水電鍍昂貴。
真空電鍍受設備內真空環境體積影響,因此對靶材尺寸有一定的要求,不適合大靶材,常見的真空腔室內靶材應小于1.2 * 1.1m(3.94 * 3.3ft),3D工件應小于1.2 * 0.5m(3.94 * 1.6ft)
真空電鍍的工件表面必須保持干燥、光滑,否則會影響處理效果。
真空電鍍可鍍色彩豐富,可以鍍7色,比水電鍍的顏色要豐富,可達到陽極鋁、亮鉻、金、銀、銅和炮銅(一種銅錫合金)等豐富多彩的效果。水電鍍一般只有鍍銅(紅色),鍍鎳(偏黃的銀色),鍍金,鍍銀,鍍槍(黑色,有深黑,淺黑等),鍍鉻(銀白色)等單調色彩。
真空電鍍是最常見的金屬表面處理技術。
工藝成本
真空電鍍工藝流程復雜,非常依賴人工操作。工件(靶材)需要噴涂、裝卸、再噴涂,并且也取決于工件的復雜度和數量,所以人力成本很高。
環境影響
真空環境下輻射小、環境污染小,真空電鍍現為各行業中廣泛應用。
工藝過程詳解(圖文 視頻)
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步驟:在工件上先噴一層底漆,再做電鍍。由于工件是塑料件,在注塑時會殘留空氣泡,有機氣體,而在放置時會吸入空氣中的水分。另外,由于塑料表面不夠平整,直接電鍍的工件表面不光滑,光澤低,金屬感差,并且會出現氣泡,水泡等不良狀況。噴上一層底漆以后,會形成一個光滑平整的表面,并且杜絕了塑料本身存在的氣泡水泡的產生,使得電鍍的效果得以展現。
真空蒸發鍍工藝流程
工件>鍍前處理>裝件>烘烤>離子轟擊>預熔>蒸發沉積>冷卻>取件>后處理>成品
真空濺射鍍工藝流程
工件>鍍前處理>裝件>抽真空>烘烤、轟擊>預熔>濺射沉積>冷卻>取件>后處理>成品
真空離子鍍工藝流程
工件>鍍前處理>裝件>抽真空>烘烤>離子轟擊>離子沉積>冷卻>取件>后處理>成品