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PVD涂层技术主要有哪几种?普遍应用有三种

发表时间:2021-01-29 15:15

物理气相沉积法(PVD)是一种在真空条件下采用物理方法,将固体或液体材料表面气化成气态原子、分子或离子状态,并通过低压气体(或等离子体)过程,在基体表面沉积具有某种特殊功能涂层的技术,细分的话有传统的真空蒸发和溅射沉积技术,以及近年来蓬勃发展的离子束沉积技术。采用此技术制备的涂层具有良好的表面硬度、抗高温性、耐磨损性等特质,因此应用广泛。

  一、真空蒸镀


  真空蒸镀是一种把装有基片的真空室抽成真空,使得镀料的原子或分子从表面汽化逸出形成蒸气流,入射到基片表面凝结形成固态薄膜的技术。真空蒸镀设备主要由真空镀膜室和真空抽气系统组成。

  真空蒸镀必须具备3个条件:热蒸发源,冷基片,真空环境。真空蒸镀过程中必须注意防止高温下对蒸发源的污染,防止蒸发源的分子在到达基片表面前化合和凝聚,防止空气分子作为杂质混入或在涂层中形成化合物。

  二、阴极溅射


  溅射现象早就被人们所认识,它是用高能粒子(大多数为电场加速的气体正离子)撞击固体表面(靶),使固体原子(或分子)从表面溅出。溅射所需能量一般来自带有几十电子伏以上动能的粒子或粒子束。

  磁控溅射中的阴极溅射技术将平面阴极改为旋转阴极,使得阴极溅射具有以下优势:靶材利用率高,达到90%以上;溅射效率高,沉积速度快;工艺稳定性好,能够消除打弧和靶面掉渣现象;换靶及操作都比较方便;工艺重复性非常好,制备的涂层结合力等性能好,厚度均匀。旋转阴极溅射技术获得了广泛应用,同时也被其他制膜技术所采用。


      三、离子镀


  离子镀是一种基于等离子体技术的薄膜制备技术。该技术的基础是真空镀,借助于一种惰性气体(一般采用氩气)的辉光放电使金属或合金蒸汽离子化,离子经电场加速而沉积在带负电荷的基体上。在真空条件下,利用该技术不但可以制备金属、化合物、陶瓷薄膜,而且可以制备半导体和超导体等薄膜。

  离子镀技术弥补了普通真空蒸镀的不足,解决了镀层黏性差和均匀度不足的问题。离子镀特点主要有:离子绕射性强、没有明显的方向性沉积,所制备的涂层与基体结合力强、均匀性好、具有较高致密度和非常细的晶粒度。当前采用电弧离子镀制备氮化物、氧化物等硬质薄膜的研究也越来越广泛。


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