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对我国离子镀来说,是真空镀膜技术的新发展。在普通真空镀膜(也称为真空蒸发)中,工件夹在真空罩中。当高温蒸发源通电加热时,待镀材料即蒸发材料熔化并蒸发。
由于温度升高,蒸发物质颗粒获得一定的离子镀动能,然后沿视线方向缓慢上升,最后附着在工件表面形成薄膜。该工艺形成的涂层与零件表面没有很强的化学结合,也没有扩散连接。附着力很差。有时候,就像落在桌面上的灰尘,会被人用手擦去。
然而,离子镀工艺是不同的。虽然也在真空罩中进行,但涂层过程是以电荷转移的形式实现的。也就是说,蒸发材料的粒子作为带正电荷的高能离子,在高压阴极(即工件)的吸引下高速注入工件表面。它相当于一颗高速子弹,能深深地穿透基体,在工件上形成一种附着牢固的扩散涂层。离子镀的工艺流程为:蒸发源与阳极相连,工件与阴极相连。当施加3~5千伏高压直流电时,蒸发源与工件之间产生电弧放电。
由于真空罩内充有惰性氩,部分氩在放电电场的作用下电离,从而在阴极工件周围形成等离子体暗区。带正电荷的氩离子被阴极的负高压吸引,猛烈地轰击工件表面,使工件表面的颗粒和污垢飞溅出来,从而使待镀工件表面通过离子轰击得到充分清洁。然后,连接蒸发源的交流电源,蒸发材料颗粒熔化蒸发,进入辉光放电区电离。在阴极的吸引下,带正电的蒸发材料离子与氩离子一起冲向工件。当工件表面蒸发物质离子的数量超过飞溅离子的数量时,它们会逐渐累积,形成牢固附着在工件表面的涂层。这是离子镀的简单过程。