PVD涂层技术的优势

PVD 技术的优势

PVD 技术镀出的膜层质量极高。首先，其具有高硬度，如采用 PVD 镀膜的工具表面硬度可高达 2000HV，大大提高了工件的耐磨性。同时，低摩擦系数使得其在各种使用环境下都能保持优良的耐磨性能。在耐腐蚀性和化学稳定性方面，PVD 镀膜能够在常规环境下，包括户内和户外，都保持抗氧化、不褪色、不失去光泽并不留下痕迹的性能。相比其他镀膜技术，PVD 技术可以在低温下进行，减少了基底材料的热应力和氧化风险，因此薄膜具有较高的结晶度、致密性和平整度。例如，PVD 镀膜膜层均匀且致密，无针孔、无气泡、厚度均匀，甚至棱面和凹槽都能均匀镀复，不致形成金属瘤。这种均匀且致密的膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能，并且延长膜层的使用寿命。

PVD 技术膜层沉积速率快，生产效率高。例如，发展起来的规模性磁控溅射镀膜，沉积速率较高，工艺重复性好，便于自动化，能够实现较高的沉积速率，使得快速生产大面积薄膜成为可能。PVD 技术可以通过控制沉积时间和速率实现对薄膜厚度的高度精确控制，膜层厚度一般为 0.1μm～5μm，其中装饰镀膜膜层的厚度一般为 0.1μm~2μm，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件表面的各种物理性能和化学性能，并能够维持工件尺寸基本不变，镀后不须再加工。此外，PVD 技术能耗低，相比于其他沉积技术，因为它不需要使用化学反应或高温热源。同时，可镀膜层种类广泛，能够制备各种单一金属膜（如铝、钛、锆、铬等）、氮化物膜（TiN [钛金]、ZrN〔锆金〕、CrN、TiAlN）和碳化物膜（TiC、TiCN），以及氧化物膜（如 TiO 等）。

PVD 技术膜层与工件表面结合力强，更加持久和耐磨。离子的绕射性能好，能够镀形状复杂的工件。例如，在磁控溅射过程中，电子在电场和磁场的作用下，产生 E（电场）×B（磁场）所指的方向漂移，其运动轨迹近似于一条摆线，若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的 Ar 来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率，同时也使得膜层与工件表面的结合更加牢固。这种强结合力使得膜层更加持久，能够承受各种复杂的使用环境，大大提高了工件的使用寿命。