真空镀膜设备的研究进展及展望

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[摘 要] 近年来，随着人们对表面工程的追求，表面工程这门新兴学科在国内外得到了很好的运用，实践证明，镀膜的运用使设备、工具的表面性能得到了有效的提高，提高了生产力，节约了能源。本文主要对几类新型工具镀膜技术的基本原理和特点进行了概述，同时针对我国的可持续发展，发展绿色环保型镀膜技术，对进一步开发新型镀膜技术设备提出了几点供人们思考。

[关键词] 多功能；真空；离子镀；多层镀；绿色环保；

中图分类号：O6-335

前言：随着人类文明的进步和人类认识的提高，工具镀膜，作为离子镀膜技术的一项很主要的应用，其重要性已逐渐被人们所认知，随着镀膜设备的应用和发展，镀膜技术收到了非常好的效果，同时也对取代污染严重的传统水电镀技术研究拓宽了新的思路。如何更好地推进工具镀膜各项技术的发展，也对人们提出了新的要求和挑战，同时也对这项应用技术的发展有了更多方面的想象和思考。

一、新型工具镀膜设备技术的发展

1、多层复合真空离子镀膜设备

进入90年代以来， 随着多弧―磁控溅射多功能镀膜设备的研制成功，为后来多层复合真空离子镀膜技术的应用和发展打下了良好的基础，随着社会的不断发展以及人们对镀膜要求认识的不断提高，多层复合镀膜技术应用于产品更加被人们所重视， 通过利用TiN良好的韧性来作为过度间隔层， 将原有的结构由单层变成多层， 提高了镀层的耐磨性和耐腐蚀性，同时在符合真空离子镀膜的技术中改进了原有多弧―磁控溅射所存在的问题，在多层复合真空离子镀膜的运用过程中，不仅保持了原有多弧技术离化率高、沉积速率大的特点，同时避免了原有工艺中“液滴”的缺陷。

2、真空蒸发镀膜设备

真空蒸发镀膜，顾名思义，就是在真空状态下将待镀材料加热后，达到一定的温度使其蒸发而以分子或原子的形态进入空间来达到镀膜的目的。真空镀膜均匀、附着力强，工具的机械性能和化学性能得到了提高，同时膜的纯度非常高、密实性好、表面光亮，大大提高了产品的产量。

3、真空磁控溅射设备

真空磁控溅射技术是利用阴、极两极表面配合的磁场使电子在阴极表面进行飘移，通过设置与靶面电场正交的磁场，增加电子行程，提高气体的离化率，同时高能量粒子与气体碰撞后失去能量而使得基体温度较低，在不耐温的材料上完成镀膜。真空磁控溅射镀膜有以下几种优点：

（1）镀膜的厚度可控制，可根据人们的需求镀制薄膜，并且可进行重复镀膜，同时还打破原有技术的限制，在较大的表面上获得厚度均匀的膜层；

（2）薄膜与基片的附着力强；

（3）可以制备出特殊材料的薄膜，可根据自己需要同时溅射制备混合膜、化合膜等；

（4）膜层纯度高。

二、新型镀膜设备技术的应用

随着镀膜技术的不断发展，镀膜技术也运用于我们生活的方方面面，机械、电气、光学等等领域都涉及到了镀膜技术.

（1）多层复合真空离子镀膜现如今广泛地用于工艺陶瓷和切削刀工具业，如硬质合金、铣刀、钻头等，同时在精密模具业、汽车工业也有广泛用途；

（2）真空蒸发镀膜广泛用于手机、玩具、化妆品等塑料外壳，同时还应用于玻璃、陶瓷等行业；

（3）真空磁控溅射设备在家电设备、工艺美术品、玩具、车灯反光罩等方面得到了广泛应用。

三、发展新型镀膜设备的几点思考

我国镀膜技术的发展与世界其他国家相比在设备的研究、技术水平、等方面有着相当大的差距

（1）思想观念的差距

众所周知，我国的创新意识不够强，国内镀膜设备主要考虑中低端市场，对设备的可靠性等要求太低，同时也缺少对新技术的学习以及新技术的创新，使我国的镀膜设备在竞争上具有压迫性。这就要求我们在考虑市场的同时进行新技术、新工艺、新设备的引进，只有通过不断创新才能立于竞争的不败之地。

（2）规模和投入上的差距

我国镀膜技术的规模和投入相对薄弱，在我国，现在的厂商多为中小型企业，综合实力较差，大部分为国有企业，经济效益不够高，对企业的发展创新也会有相当大程度的影响，没有相当丰厚的资金，企业的发展后劲就不足，这也是摆在我们面前的重要问题。

（3）在新技术、新工艺上转换的差距

在激烈的国际市场竞争下，容易造成我国企业的发展产生短期行为，这样造不出好的产品，同时加上创新能力不足，是企业在新工艺、新技术的应用中没有很好的结合，这就要求我们在有创新意识下认清发展方向，提出合理的发展思路。

（4）产品质量上的差距

由于现如今我国配备的设备的缺陷，使得我国产品质量明显低于国际水平，现如今我国镀膜设备的自动化水平比较低，使得镀膜质量也随之下降，这就要求我们加强设备更新，生产自动化性能高的设备来满足现如今人们的镀膜需求。

四、镀膜设备技术发展展望

单一型的表面镀膜已不能满足现如的工艺需求，任何形式的表面镀膜都有其缺点，通过多元化多层次的复合型镀膜，使工具具有抗高温、抗腐蚀、耐磨等功能，扩大镀膜的适用范围，延长设备使用寿命。

在镀膜技术的发展中，人才的引进及培养也将是技术发展过程中我们应当重视的问题，做好企业员工的培养工作，提高工人的素质，在激烈的竞争中使员工不断完善自我，与时俱进来推动镀膜技术的发展。

总结

随着现如今国际形势下竞争的激烈，如何使经济可持续发展、节约能源、提高生产力已经成为世界各国共同面临的问题，作为发展中国家，如何在激烈的国际竞争中立于不败之地，对提出了更高的要求。随着镀膜技术的不断发展和全球环保意识的不断增强，如何在新形势下节约能源，发展绿色镀膜技术，提高生产效率和经济效益，推动国家经济发展也已成为国家经济发展的重要课题，发展新技术，运用新技术，给工具镀膜设备提出了更高层次的要求。

参考文献：

[1]杨英惠.溅射镀膜进展.现代材料动态.2007（1）.1-3.

[2]田民波，刘德令.薄膜科学与技术手册[M].北京.机械工业出版社.1991.228-229.

[3]李云奇.真空镀膜技术与设备[M].北京.冶金工业出版社.

[4]达道安.真空设计手册第三版[Z].北京：国防工业出版社. 2004.