离子镀最早是由D.M.Mattox在1963年提出的。在真空条件下,利用气体放电使气体或蒸发物质离化,在气体离子或蒸发物质离子轰击作用的同时,把蒸发物质或其反应物蒸镀在基片上。
离子镀是将辉光放电、等离子技术与真空蒸发镀膜技术相结合的一门新型镀膜技术。它兼具真空蒸镀和溅射镀膜的优点,由于荷能粒子对基体表面的轰击,可以使膜层附着力强,绕射性好,沉积速率高,对环境无污染等好处。
离子镀的种类多种多样,根据镀料的气化方式(电阻加热、电子束加热、等离子电子束加热、多弧加热、高频感应加热等)、气化分子或原子的离化和激发方式(辉光放电型、电子束型、热电子型、等离子电子束型等),以及不同的蒸发源与不同的电离方式、激发方式可以有很多种不同的组合方式。
总体来说比较常用的有:直流放电二极型、多阴极型、活性反应蒸镀(ARE)、空心阴极放电离子镀(HCD)、射频放电离子镀(RFIP)、增强的ARE型、低压等离子型离子镀(LP-PD)、电场蒸发、感应加热离子镀、多弧离子镀、电弧放电型高真空离子镀、离化团束镀等。
由于离子镀膜层具有非常优良的性能,所以越来越受到人们的重视,特别是离子镀TiN、TiC在工具、模具的超硬镀膜、装饰镀膜等领域的应用越来越广泛,并将占据越来越重要的地位。
在钟表行业,因为钛无毒无污染,与人体皮肤接触,不会引起过敏等不良反应,在表带上沉积一层钛膜还能起到表面装饰的作用,可以做成金黄、黑色、灰色、红棕色、橙色等很多种颜色,增加美观效果。
在机加工刀具方面,镀制的TiN、TiC以其硬度高、耐磨性好,不粘刀等特性,使得刀具的使用寿命可提高3~10倍,生产效率也大大提高。
在固体润滑膜方面,最新研制的多相纳米复合膜TiN-MoS2/Ti及TiN-MoS2/WSe2,这类薄膜具有摩擦系数低,摩擦噪声小,抗潮湿氧化能力较高,高低温性能好,抗粉尘磨损能力较强及磨损寿命较长等特点,被广泛运用于车辆零部件上。
与此同时,离子镀钛也在航空航天,光学器件等领域应用广泛,收效显著。
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