三分钟，科研小白也能轻松掌握的PVD镀膜知识

Question

如题所述

Answer 1

PVD（物理气相沉积）镀膜是一种常用的表面处理技术，用于在材料表面形成薄而均匀的涂层。以下是科研小白能够轻松掌握的PVD镀膜知识：
1. PVD镀膜原理：PVD镀膜是通过在真空环境下，利用物理手段将固体靶材蒸发或溅射，将蒸发的原子或离子沉积到基底表面形成薄膜。
2. 靶材选择：PVD镀膜中常用的靶材包括金属、合金、陶瓷等材料。根据所需的薄膜性质和应用要求，选择合适的靶材。
3. 气体选择：PVD镀膜过程中，常使用氮气、氧气等气体作为反应气体。气体的选择根据所需的薄膜成分和性质来确定。
4. 沉积参数：PVD镀膜的沉积参数包括靶材功率、沉积速率、沉积时间、沉积角度等。这些参数的调节可以影响薄膜的厚度、成分、结构和性能。
5. 应用领域：PVD镀膜广泛应用于光学、电子、机械和装饰等领域。常见的应用包括光学镀膜、防腐蚀涂层、硬质涂层、金属装饰涂层等。
6. 优势和局限性：PVD镀膜具有高纯度、高成膜率、良好的附着力和薄膜控制性强的优点。然而，它也存在一些局限性，如较低的沉积速率和对高真空环境的要求。

Answer 2

PVD镀膜技术所制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数和化学稳定性等优点。最初在刀具领域的成功应用引起了各大制造业的高度重视，人们在开发高性能且可靠性涂层设备的同时，也在各个制造业领域中进行了更加深入的涂层应用研究。

首先，来跟着我认识一下什么PVD？

PVD是英文Physical Vapor Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。

PVD(物理气相沉积)技术又为三大类，分别是真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。相对于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机。

PVD镀膜技术它的原理呢，是在真空条件下，通过大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质电离，在电场的作用下，使被蒸发物质或其反应产物沉积在工件上。

我在给大家介绍一下磁控溅射镀膜，磁控溅射镀膜是在靶材与真空室壁之间施加电场，使氩气电离，并使氩离子加速撞击靶材表面。靶材被亚离子撞击，靶材原子溢出并以数十甚至上百电子伏特的动能飞向被镀基片表面并沉积在基底表面，原子动能较蒸发高出两个数量级，填充密度高达98%，折射率高且稳定。

我认为PVD镀膜与传统化学电镀相比唯一的相同点是，都是通过一定的方式将一种材料覆盖在另一种材料的表面。但两者也有不同点，PVD膜层与工件表面的结合力更大，膜层的硬度更高，耐磨性和耐腐蚀性更好，膜层的性能也更稳定；PVD镀膜可以镀的膜层的种类更为广泛，可以镀出的各种膜层的颜色也更多，而且不会产生有毒或有污染的物质。

PVD真空镀膜也在塑料行业上有着广泛的使用，因为塑料具有容易成型的特点，所以他的成本很低，质量也很轻，具有耐腐蚀等特点，通过PVD真空镀膜可以使塑料的表面具有导电的性能，而且PVD涂层也能够减少它的吸水率，等镀膜完成后，针孔也会随着减少，吸水率也会降低，经过镀膜的材料表面的金属光泽被彩色化，装饰性能也具有很大的提升。

目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，黑色，灰黑色等。通过控制镀膜过程的相关参数，就可以镀出我们所需要的颜色;镀膜结束后使用相关的仪器对颜色进行测量，使颜色得以量化，确定所镀出的颜色能否满足我们的要求。