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我国离子镀发展状况及国外科技成果

http://www.pf.hc360.com2011年09月20日08:34慧聪表面处理网作者:凌曦

    慧聪表面处理网:真空离子镀膜技术是近几十年才发展起来的一种新的镀膜技术。由于真空离子镀具有许多传统电镀(也叫水镀)和其它真空镀方法所无法比拟的优点。因此,这一技术一诞生就受到人们的重视,发展迅速,应用领域也愈来愈广。

    真空离子镀现实应用原理

    手表外观件离子镀金就是这一技术应用的成功范例。黄金是受全世界各地人都喜爱的一种贵金属,黄金被镀渡在手表外观件上使手表金光灿灿、耀眼夺目。金表能使男人增加潇洒,女人增加魅力,一但手表镀金也往往给消费者带来很多苦恼和怨气。花几百元,甚至上千元买的镀金表,没用多长时间,镀金层就脱落变色、面目全非。究其原因是传统电镀工艺下形成的镀金膜与基体的结台度差,膜本身硬度也低、不耐磨、易脱落。能否在手表外观件上镀上一层高结台度、高硬度的金膜呢研究证明传统电镀工艺是无法实现的,只有采用新的工艺技术。

    目前,最理想的技术之一是离子镀膜技术。离子镀膜是怎么一回事以磁控溅射为例,把被镀工件和靶材如钦金属靶、金靶放置在真空室内作为两个不同的极。在一定的真空度下,充入氢气。由于气体离子轰击而使部分靶材被电离成离子,形成等离子区。在电场的作用下,离子被吸附到被镀工件上形成薄膜。真空离子膜与传统电镀膜的不同之处是膜对基体附着力强,不易脱落膜层质量好、硬度高、耐磨损。以离子镀金为例。相同厚度的薄膜,离子膜要比电镀膜耐磨性能提高十倍。离子镀膜技术发展很快,离子镀的方法也较多,常见的有空心阴极离子镀、真空多弧离子镀、磁控溅射离子镀等。这几种方法各有特点。例如:多弧离子镀比较适台于仿金镀和的镀膜、成膜速度快、宜形成较厚的薄。

    手表离子镀金亦称技术是离子镀技术在钟表工业上应用的产物之一。最初,人们用离子镀技术在表壳、表带上镀渡氮化铁膜,然后再在氮化钦膜上电镀一层金膜。这样,尽管金层被磨掉,但基体仍为黄色。这种技术仍然没有脱离电镀技术,且镀金膜质量没有任何改变,因而很快被淘汰。现在人们改进了工艺,在真空室内安装了两种靶材铁靶和金靶,采用磁控溅射方法。先在工件上镀渡一层氮化铁,再镀上一层金膜,这一切都是在真空室内一次完成的。膜的质量很高,耐磨性大大提高。且镀厦节约金材、成本低、无环境污染。

    离子镀技术发展十分迅速,离子镀方法也多种多样,离子镀设备也在不断创新,这使离子镀技术的应用范围愈来愈广。除钟表业外、空间机械、金属加工、医疗仪器及首饰、五金、制笔、眼镜等行业的应用也日趋普遍。随着全球环保意识的增强和离子镀技术的不断完善,真空镀取代传统水镀将只是时间问题。

    离子镀替代电镀发展过程

    电镀在工业中应用已久,但它有镀膜不够致密,有气孔,易发生氢脆,更严重的是对环境污染厉害,三废处理费用高昂又不能根除,尤其六价铬,镍,镉元素对人体有害,是致癌物质。所以电镀被替代是工业发展的必然,经过多年研究,笔者了解到现已研究成功:钢铁、黄铜、铝合金、锌基合金等基材表面进行了离子镀铬、钛、锆、铝、氮化物等可替代电镀锌、电镀镉、电镀镍、电镀铬。

    ①1980-1989年间

    早在1980年大连理工大学材料系陈宝清教授等人就立项并开展“离子镀替代电镀技术研究及专用设备的研制”,得到国家计委、机械工业部、大连市经委资助,在1983~1986年间先后召开六次鉴定会,1985年获得中国发明专利。

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