PVD（物理气相沉积）镀膜是一种多功能工艺，用于在各种基底上镀上薄而耐用的功能层。该工艺涉及在真空中蒸发固体材料并将其沉积到基底上，形成薄膜。PVD 镀膜中所用化学物质的选择取决于最终产品所需的特性，如硬度、耐磨性、耐腐蚀性或美观性。PVD 涂层中常用的材料包括金属、合金、陶瓷以及氮化物、碳化物和硼化物等特殊化合物。选择这些材料的依据是它们在航空航天、汽车、电子和装饰应用等行业中提高涂层产品性能和外观的能力。
要点说明：
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常见 PVD 涂层材料:
- 金属:钛、锆、铝、不锈钢和铜经常用于 PVD 涂层。金也很受欢迎，尤其是在航空电子设备中，因为它具有导电性和耐腐蚀性。
- 合金:钛铝（TiAl）等金属的组合可用于制造性能更强的涂层。
- 陶瓷:氮化钛 (TiN)、氮化铬 (CrN) 和碳氮化钛 (TiCN) 等材料因其硬度和耐磨性而被广泛使用。
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专用化合物:
- 氮化物:氮化钛 (TiN)、氮化铬 (CrN) 和氮化钛铝 (TiAlN) 是常用的氮化物涂层，具有硬度高、耐磨损和耐腐蚀的特点。
- 碳化物:碳氮化钛 (TiCN) 是一种混合材料，结合了碳化物和氮化物的特性，具有高硬度和低摩擦的特点。
- 硼化物:氮化硼钛 (TiBN) 具有超强的硬度和热稳定性。
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PVD 中的反应气体:
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在气化过程中引入反应气体可改变 PVD 涂层的成分。例如
- 添加 氮 形成金属氮化物（如 TiN、CrN）。
- 加入 氧 可以生成金属氧化物，这对光学镀膜非常有用。
- 添加 碳 可产生金属碳化物（如 TiC），其硬度和耐磨性是众所周知的。
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在气化过程中引入反应气体可改变 PVD 涂层的成分。例如
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PVD 涂层的应用:
- 装饰性应用:TiN 因其仿金外观而广泛用于手表、珠宝和五金零件。Cr2N 用于装饰品的银膜。
- 功能性应用:AlCr 涂层可延长工具和机械零件的使用寿命，而 ITO（氧化铟锡）薄膜则因其导电性和硬度而被用于 LCD、等离子显示器和触摸屏。
- 工业应用:TiAlN 和 TiBN 涂层具有高温稳定性和耐磨性，可用于航空航天和汽车部件。
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PVD 涂层工艺:
- 蒸发:利用加热坩埚、电子束、离子轰击或阴极电弧蒸发等技术蒸发固体材料。
- 沉积:气化材料在真空室中逐个原子地沉积到基底上，确保涂层干净、均匀。
- 改性:可引入反应气体来改变涂层的成分和特性。
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PVD 涂层的基底:
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PVD 涂层可应用于多种基材，包括
- 金属:不锈钢、铝和钛。
- 非金属:尼龙、塑料、玻璃和陶瓷。
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PVD 涂层可应用于多种基材，包括
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PVD 涂层的优点:
- 耐用性:PVD 涂层以硬度高、耐磨损、耐腐蚀和耐高温而著称。
- 美观:TiN 和 Cr2N 等涂层可提供具有金属光泽的装饰性表面。
- 功能性:ITO 和 AlCr 等涂层可提高电子元件和工业工具的性能。
通过了解 PVD 涂层所涉及的材料和工艺，采购商可以选择适当的化学品和技术，以满足其应用的特定要求。
汇总表：
| 类别 | 实例 | 特性 |
|---|---|---|
| 金属 | 钛、锆、铝、金 | 导电性、耐腐蚀性 |
| 合金 | 钛铝（TiAl） | 增强强度和耐磨性 |
| 陶瓷 | 氮化钛 (TiN)、氮化铬 (CrN)、碳氮化钛 (TiCN) | 硬度、耐磨性、耐腐蚀性 |
| 专用化合物 | 氮化钛铝（TiAlN）、氮化钛硼（TiBN） | 高温稳定性、超强硬度 |
| 反应气体 | 氮、氧、碳 | 形成氮化物、氧化物和碳化物，增强性能 |
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