Pvd 常用的工业涂层有哪些？硬质、功能性和装饰性涂层指南

简而言之，通过物理气相沉积 (PVD) 应用的最常见工业涂层分为三大类。它们是耐磨金属氮化物（如氮化钛）、用于光学和电子领域的功能性金属氧化物，以及因其装饰性或导电性而备受推崇的各种纯金属和合金。

关键在于理解 PVD 并非单一涂层，而是一种多功能的沉积工艺。它允许工程师将特定材料的极薄、高性能薄膜施加到基材上，以实现所需的性能，无论是极高的硬度、耐腐蚀性、特定颜色还是独特的光学行为。

PVD 涂层的主要类别

PVD 的多功能性源于可沉积材料的庞大库。这些材料的选择基于最终产品的功能要求。

金属氮化物是 PVD 涂层在工业工具和高磨损部件中的基石。它们以其卓越的硬度和润滑性而闻名。

常见的例子包括以其金色和均衡性能而闻名的氮化钛 (TiN)，以及提供卓越耐腐蚀性并用于模具的氮化铬 (CrN)。

此类别对于必须管理光线或电力的先进应用至关重要。这些薄膜专为特定的光学或导电性能而设计。

一个主要例子是建筑玻璃上的低辐射 (Low-E) 涂层。这些透明的金属氧化物层反射热能，在冬季保持热量，在夏季阻挡热量，从而显著提高能源效率。其他用途包括相机镜头上的抗反射涂层和显示器用的透明导电薄膜。

PVD 广泛用于沉积纯金属和合金的薄层，既用于装饰目的，也用于功能目的。这种方法提供了比传统电镀更具弹性的耐用表面。

这包括为手表、珠宝、建筑五金和枪支等应用生产金色、玫瑰金、青铜色、枪灰色和黑色饰面的涂层。该工艺形成牢固的分子键，确保颜色不易剥落、褪色或失去光泽。

PVD 涂层的选择完全取决于应用对性能、寿命和外观的要求。

这是 PVD 经典的工业用途。用金属氮化物涂覆切削工具、钻头和成型模具可显著延长其使用寿命，通过减少摩擦和抵抗磨损。涂层工具通常比未涂层工具性能更快、寿命更长。

在这些行业中，部件需要耐磨性、防腐蚀性和润滑性的结合，通常无需增加显著重量或改变部件尺寸。PVD 为关键发动机部件、轴承和紧固件提供超薄但高度耐用的薄膜。

对于水龙头、门把手和外墙板等物品，PVD 提供了一种既美观又极其坚固的饰面。与油漆或传统电镀不同，PVD 饰面能抵抗划痕、紫外线褪色和腐蚀，使其成为高接触表面的理想选择。

PVD 工艺的精度对于高科技应用至关重要。它允许沉积半导体器件、光学滤光片和抗反射涂层所需的原子级薄膜。该工艺在高真空环境中进行，确保了这些敏感部件所需的纯度。

虽然功能强大，但 PVD 工艺具有特定的特性，使其适用于某些应用而不适用于其他应用。

PVD 是一种“视线”工艺。涂层材料从源头直线传播到基材。这使得在没有复杂的旋转夹具的情况下，难以均匀涂覆具有复杂内部几何形状或深窄孔的部件。

PVD 在真空室中进行，使其成为一种批量工艺。虽然对于一次涂覆许多小部件效率很高，但对于非常简单、低价值的部件，其设置和循环时间可能比批量精加工工艺更昂贵。性能优势必须证明投资是合理的。

涂层极薄，通常只有几微米（不到人类头发厚度的一小部分）。这是一个主要优势，因为它在不改变部件的底层尺寸或机械强度的情况下增加了关键的表面性能。

选择正确的 PVD 涂层需要明确您的主要目标。

最终，物理气相沉积提供了一种精确的工程工具，可以改变产品的表面，确保其满足预期应用的最高要求。