Filme decorativo de revestimento de íon PVD

Filme decorativo em placas de íon PVD

O desenvolvimento da tecnologia de revestimento decorativo em PVD progrediu rapidamente, o filme decorativo com revestimento de íons tem sido amplamente utilizado em watchcase, pulseira, caixa de celular, armação de óculos, tacos de golfe, acessórios, hardware de arquitetura, hardware diário e outros produtos. O filme decorativo de revestimento de íons fornece à superfície do produto uma textura metálica e cores ricas, além de melhorar a resistência ao desgaste, à corrosão e prolongar a vida útil. Com o crescente mercado de filmes decorativos com revestimento de íons, os requisitos de desempenho do filme estão ficando cada vez mais altos.

1. Um novo desafio ao processo de revestimento decorativo de íons

O substrato de aço inoxidável geralmente usa polimento, trefilação, jateamento de areia, gravação química, gravação a laser, gravura em máquina CNC e outros tratamentos de arte de superfície, alguns também usam solda a laser, camada de níquel e galvanoplastia com níquel.

As operações de polimento deixam uma remoção difícil da cera polida na peça de trabalho; A vala de trefilação de roda de nylon permanecerá compostos de polímeros transparentes, difíceis de encontrar; O desenho do rebolo pode ter partículas abrasivas e aglutinantes residuais ou pode produzir pele de óxido devido ao superaquecimento do atrito. O jateamento de areia terá areia cerâmica, areia de vidro e resíduos de areia de alumina embutidos na superfície; O ataque químico pode ter produtos de corrosão restantes em poços de corrosão ou outras superfícies não corrosivas usadas para proteção contra corrosão; A gravação a laser pode produzir pele de óxido de alta temperatura e resíduos de detritos da matriz ablativa. O entalhe em máquina CNC terá pele de óxido de alta temperatura e resíduo de óleo de corte, e haverá fragmentos de substrato pressionados na matriz; A soldagem a laser também pode levar à oxidação a alta temperatura; A camada de cromo que galvaniza a água gera óxidos complexos difíceis de remover, e a limpeza incompleta da poluição causada por esses tratamentos levará à ignição no processo de revestimento de íons, falsa adesão do revestimento, queda de filme e cores irregulares.

Nos produtos de revestimento de íons, o tratamento artístico geralmente não é único, mas uma variedade de combinações de trabalho, o que aumenta a dificuldade de limpeza antes do revestimento. O método ultrassônico tradicional de remoção de óleo e remoção de cera não é adequado, portanto o processo de limpeza deve ser ajustado. Para diferentes poluentes, limpeza mecânica, limpeza de fase gasosa, aquecimento a vácuo e limpeza, eletrólise de cátodo, eletrólise de ânodo ou uso de um agente de limpeza de alta eficiência, etc. Essas medidas abrangentes podem obter melhores resultados, mas ainda não há poluição. encontrou soluções ideais. A aplicação recente do método de polimento a plasma na limpeza pré-revestimento é digna de atenção.

2. Os produtos de película decorativa de revestimento de íons, como superar a corrosão local

O filme decorativo de revestimento de íons é usado principalmente em metal de transição (como Ti, Zr, Cr) ou sua liga de nitrogênio, carbono, compostos de oxigênio e filme de carbono amorfo (semelhante a diamante). De um modo geral, esses compostos apresentam alta inércia química e boa resistência à corrosão. Mas nos últimos anos, alguns produtos de revestimento decorativo, incluindo relógio, concha do telefone móvel, cabeça de golfe, mas não passaram no teste de corrosão do suor artificial ou no teste de corrosão por spray de sal neutro e causaram a atenção das pessoas!

De fato, esse problema existe há muito tempo, mas não foi percebido. A corrosão dos produtos de revestimento decorativo não é apenas a resistência à corrosão do próprio revestimento, mas também a corrosão do revestimento decorativo + sistema de substrato. Muitos trabalhos de pesquisa mostram que o revestimento decorativo de revestimento de íons é uma boa resistência à corrosão, é no revestimento de metal, como substrato de aço inoxidável, resistência à corrosão uniforme melhorada para a matriz como um todo, mas o revestimento decorativo é muito fino, inevitavelmente existem defeitos de superfície, como micro fissuras, poros, orifícios, limites de grãos colunares, deposição de arco de partículas macroscópicas etc. O meio de corrosão pode passar pelos canais formados por esses defeitos, através do revestimento do substrato.

Revestimento → meio corrosivo → substrato consiste em bateria de corrosão, revestimento e substrato tornam-se canto dos eletrodos, produzindo corrosão eletroquímica. A inércia química geral do revestimento é maior que o substrato, o potencial do eletrodo de revestimento é maior que o substrato, o substrato é oxidado e corroído. A corrosão local ou a corrosão ocorre nos produtos revestidos, ainda mais graves do que nos produtos não revestidos. A corrosão local também se tornou a base para determinar se os produtos de revestimento são qualificados. Avaliação de mercado da resistência à corrosão dos produtos de revestimento, geralmente amostragem aleatória para teste de corrosão por suor artificial e teste de corrosão por pulverização de sal, se houver uma corrosão local que exceda o lote padrão de produtos não qualificados. Tendo em vista o atual revestimento decorativo tão fino (1 mícron ou mais) e o nível existente da tecnologia de revestimento de íons, a taxa de orifício do revestimento é alta, de modo que o teste de corrosão do produto de revestimento não passa no risco sempre existe.

As principais medidas para melhorar a resistência à corrosão do sistema são melhorar a compactação do revestimento e eliminar os defeitos da superfície diretamente no substrato. Uma variedade de processos e métodos foi estudada: espessamento do revestimento, adoção de material de matriz resistente à corrosão, depósito da camada de transição densa resistente à corrosão, gravação adicional de plasma no meio do revestimento, estrutura multicamada, pré-tratamento com nitretação a plasma do substrato, etc., o método PVD acima pode melhorar atualmente a resistência local à corrosão do sistema. Camada de transição de galvanoplastia de água, mais confiável, mas não de proteção ambiental. Finalmente, o método não PVD de revestimento com óleo UV, que é controverso, mas eficaz.

3.Os fatores de influência, contramedidas e efeito da bainha de plasma sobre a uniformidade do filme decorativo de revestimento iônico são discutidos

A uniformidade da membrana inclui principalmente a uniformidade da composição, estrutura e espessura. As condições do processo para a uniformidade do filme de deposição de íons são a mesma composição (espécie e proporção), energia (incluindo incidência Ângulo e temperatura da matriz) e quantidade de partículas de deposição depositadas na área da unidade da peça de trabalho. A estrutura do equipamento de revestimento e as condições do processo influenciam o plasma de ar interno com a não uniformidade do revestimento de íons com efeito de homogeneidade revestido por pano, além do carregamento da peça de trabalho não ser razoável e instalar acessórios e artefatos ou bloquear um ao outro entre os artefatos, levando eventualmente à deposição das peças da peça de revestimento na área da unidade é igual e revestimento desigual.

Para garantir a uniformidade, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:

(1) o plasma no espaço de revestimento deve ser uniforme;
(2) influência do campo elétrico espacial e do campo magnético na uniformidade do plasma;
(3) a distribuição do gás de reação deve ser uniforme;
(4) compensação da uniformidade pelo movimento da peça;
(5) evitar oclusão;
(6) influência da taxa inversa de sputtering e do estresse no crescimento da membrana;
(7) influência da bainha de plasma, etc.

O efeito da bainha de plasma está relacionado à geometria da peça de trabalho. A geometria irregular da bainha de plasma varia a incidência Ângulo e quantidade de deposição de partículas carregadas na superfície correspondente, o que inevitavelmente afetará a heterogeneidade da deposição:

(1) a bainha plana bidimensional retangular gera efeito de agregação de íons nas bordas e cantos;
(2) a camada da bainha próxima ao canto côncavo é oposta e produz efeito de divergência de íons.
(3) na borda da cunha, a bainha de plasma dobrada ao longo da borda da cunha e a bainha se estreitando em direção à ponta da lâmina. Como resultado, os íons foram atraídos para a ponta da lâmina de uma grande variedade devido à flexão da bainha e a deposição de íons aumentou. Como a espessura da bainha de plasma é desigual, a deformação limite da bainha resulta em variações contínuas da incidência de íons Angle, a chance do ângulo incidente ser simétrico ao longo da ponta da borda (incluído Angle) é cada vez menor.
(4) a bainha de pequenos orifícios e fendas estreitas produz efeito de blindagem;
(5) o limite da bainha de plasma no orifício cego é equivalente à ação de lentes divergentes. O efeito especial do revestimento de íons precisa ser mais estudado pelos técnicos.

4. A possibilidade de obter um novo sistema de cores por ionização

Após mais de 20 anos de esforços, o filme decorativo de revestimento de íons pode produzir imitações de ouro, prata, rosa, preto, preto escuro, café, marrom, azul e outras séries de cores. Atualmente, para produção em massa, é usado principalmente como produtos de Ti, Zr, Cr, TiAl, alvo de grafite e síntese de nitrogênio, acetileno (carbono) e oxigênio. Algumas pessoas também usam silício e silano. O mercado está constantemente aumentando os novos requisitos de cores, mas o uso de um número limitado de elementos para obter um revestimento de cores mais estável, sempre há limitações. Algumas pessoas estão testando nióbio, háfnio, vários elementos de terras raras, não houve grande avanço.

A cor da matéria é um estímulo que é absorvido seletivamente pela luz visível e refletido de volta ao olho humano. A absorção seletiva depende da estrutura eletrônica do material e da transição do nível de elétrons correspondente. A estrutura eletrônica é muito complexa, compostos complexos são os fatores que influenciam a estrutura eletrônica e, ainda assim, não pode fazer a cor da computação especificada ou projetar um material de estrutura eletrônica correspondente, natural não pode esperar encontrar o material-alvo e a reação correspondentes gás; ao mesmo tempo, agora no processo de ionização, o comportamento físico e químico do plasma não é bem compreendido, as substâncias de múltiplos elementos na decomposição no processo de ionização, ionização, forma intermediária diversa, estado de valência, número de todos os tipos de partículas, escala, energia e sua distribuição no espaço, como eles estão relacionados aos parâmetros elétricos da descarga de plasma, a fonte de emissão (alvo) e o estado do suprimento de gás de reação não é bem conhecido, por isso é difícil controlar a aberração de cores com alta precisão, apenas a aberração de cores pode ser controlada em um determinado intervalo.

Obviamente, para a maioria dos produtos eletrônicos com aparência visual, a tecnologia atual é bastante aceitável no mercado. Por causa de muitos fatores e não um entendimento profundo, a produção de algumas cores é muito instável, para acumular experiência e profundo entendimento antes que possamos sair de problemas. Algumas pessoas seguiram o outro caminho e usaram o método do filme de interferência óptica, através do cálculo e projeto do sistema de filme de interferência, e alternaram o sistema de filme de múltiplas camadas com dois tipos de materiais com alto índice de refração e baixo índice de refração, de modo que para obter a cor de interferência necessária. Com o método de revestimento de filme óptico para fazer filme decorativo, finalmente a camada superior do filme protetor transparente resistente ao desgaste, para que não afete a cor da interferência, por isso pode ser difícil obter o problema vermelho e verde resolvido.

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