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真空环境才能操作,离子镀是什么“黑科技”?

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发表于 2022-12-15 13:05:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
在科技发展日新月异的今天,任何行业都需要不断的科技创新,这既是为了改善产品工艺质量,也是为了能为顾客提供最优质的产品。

在产品镀膜工艺中也是如此,目前虽然有很多成熟的镀膜工艺,在不断应用的过程中,成本和质量也都能够得到控制,并且这些镀膜工艺在各个行业中发挥着非常重要的作用。


图片来源:pixabay


但是,在一些特殊的行业和产品中,现在已有的镀膜工艺已经不能够满足对其的需求,这就需要研发新的镀膜工艺技术,离子镀就是一种近几十年发展起来的一种新镀膜技术。

离子镀
离子镀是一种在真空环境中,利用高压气体放电将镀料蒸发后离子化,沉积在产品表面形成一层镀膜的工艺。

离子镀工艺出现于上世纪70年代,是一种新型的真空镀膜工艺,离子镀目的也是为了在产品表面镀上一层防腐蚀层,以防止产品生锈。

离子镀技术虽然出现的时间短,但应用却很广泛,可以用于日常用品,工艺品,航天航空以及光学器件等工业领域。



离子镀的特点
用离子镀工艺后的产品镀层质量非常好,离子镀的镀层组织致密,并且不会出现针孔,气泡等常规镀层所出现的这些问题,产品表面镀层厚薄均匀,甚至可以在有凹槽或者菱角的不规则产品表面离子镀膜

离子镀工艺还可以起到对产品修复的作用,一些产品表面出现的裂纹以及麻点等细小缺陷,通过离子镀后,能够有效的改善产品表面质量,并且还能提高产品的物理和机械性能。

离子镀时,蒸发物质都会在真空电场环境中以电力线方向运动,所以只要有电场存在,产品的每个部位就都能获得良好的镀层,而这与其它镀膜工艺只能通过直射方式才能获得镀层要更有优势。


所以,这就让那些需要在孔内,凹槽或者是缝隙等,传统上难镀的部位也能够高质量的镀膜,以此也能提高整个产品的质量。

我们知道很多传统镀膜工艺,在镀膜前都需要对产品进行多次的表面清洗除油,才能获得高质量的镀膜层,这些镀前工序费时费力还不环保。

离子镀工艺是通过轰击实现镀膜的,而这种轰击就具有清洗功能,并且这种轰击清洗功能会持续整个镀膜过程,所以,离子镀不再需要前期对产品进行清洗工序,还能有效提高镀膜层的附着力。

在整个离子镀过程中,需要镀膜的产品并不会受到高温的影响,这就让离子镀的应用范围变得非常广泛,很多材料都可以使用这种工艺,例如说各种金属,合金材料外,还可以对塑料,橡胶,陶瓷以及大理石等材料进行离子镀。



离子镀原理
离子镀是在一个真空的镀膜容器内,将产品固定在容器内,利用气体放电使镀料蒸发离子化,气体离子或镀料离子带的是高压正电荷,在带有负电荷产品吸引下,将蒸发物或其它反应物镀在产品上。

要让镀料蒸发离子化,所使用的是惰性气体,一般是辉光或者弧光。

在真空环境中,蒸发的镀膜材料在经过辉光时,一小部分发生电离,并在电场的作用下高速飞向产品表面形成堆积,速度快就会让镀料射入到产品基体约几纳米的深度,从而大大提高了涂层的结合力。



而未经电离的蒸发镀料会直接在工件上沉积成膜,惰性气体离子与镀膜材料离子在工件表面上还会发生的溅射,这种反应可以清除工件表面的污染物,从而改善结合力。

离子镀的应用
通过离子镀这种独特的沉积工艺,可以得到致密和牢固的镀层,从而显著提高产品的防腐蚀性能。

所以离子镀的使用越来越广,有在普通环境下使用的如玻璃杯,手表带以及手机壳等;也有在高盐强腐蚀的环境下使用的,如各种海面舰艇,水上飞机以及航空航天飞机等零部件。

随着科学技术的发展,对一些高性能材料的使用越来越多,还是采用普通的工艺并不能满足防腐蚀的需要,而离子镀就可以用于很多新材料或者合金材料镀膜,如钛合金,铬,钛,钽以及不锈钢等。

在航空航天技术中,各个零部件连接之间需要润滑,以保证零部件能够正常的工作,传统的方法是用润滑剂,但是润滑剂不耐高温以及要定期添加的缺点,这就需要寻找润滑剂的替代品。



通过实验发现,离子镀所具有的附着力强,镀层均匀的优点,正好是润滑剂的完美替代品,通过再加入一些耐高温润滑材料,经过离子镀到产品上就能起到润滑的作用。

还有可以利用离子镀工艺,将耐高温材料镀在例如航空发动机零部件上,也能很好的起到对基体材料保护的作用,还能提高零部件在高温环境下工作寿命。

所以说,离子镀不但是在普通行业中广泛应用,在航空航天,军工等高科技行业中也有巨大的应用潜力。

离子镀工艺作为一项新技术,所具有的诸多优点,让其能够在很多的关键领域发挥越来越重要作用,必将会在更多的行业中得到应用和推广。

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发表于 2022-12-15 13:46:12 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2022-12-15 18:25:06 | 显示全部楼层
看着和离子注入一个东西
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发表于 2023-2-11 14:20:31 | 显示全部楼层
涨知识
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