[01443864]脉冲多弧等离子体镀膜技术及设备

离子镀技术是目前国内外制备高质量涂层的最主要方法之一，其基本原理就是在镀膜的同时，采用高能粒子轰击基片表面和膜层。因此，镀层的质量及膜层与基体的结合力得到大幅度的提高。武汉科技大学从20世纪80年代中期开始该项目的研究工作，通过近二十年的探索与实践，成功开发出了“脉冲多弧等离子体镀膜技术及设备”。该设备主要由真空系统、脉冲蒸发源系统、高压电源及控制系统、离化系统及阴极系统等组成，不仅可以代替电镀及化学镀制备各种纯金属镀层，而且还可以制备化合物及陶瓷涂层。此外，通过特殊配备的纳米粉收集装置，该设备还可以制备多种纯金属及陶瓷纳米材料。该技术及设备制备的各种耐蚀、耐磨、耐热、润滑、装饰镀层及纳米材料在机械、微电子、冶金、纺织、化工等行业具有广阔的应用前景。离子镀作为一种新的表面涂层技术受到了各国的重视，它的材料组合范围广，不受基体材料的限制（金属、非金属均可）。近年来在生产中获得广泛应用。用的最多的为多弧离子镀和等离子体化学气相沉积（PCVD）。1.防护涂层试验表明10—30　m的离子镀铝膜，经2100小时的5％盐水喷雾后还不破坏，比电镀铬、铜的性能更好。美国在飞机螺钉、衬套等零件上已广泛采用离子镀铝代替镀镉，在日本已用离子镀铝的碳钢代替不锈钢。2.减磨镀层用离子镀法获得的固体润滑膜MOS2、WS2等已在航天工业中的各种仪器、齿轮、螺丝、轴承以及润滑部件中得到广泛应用。3.纯金属涂层高强度钢螺钉、衬套等零件上已广泛采用离子镀铝代替电镀镉避免氢脆。在日本已用离子镀铝的碳钢部分代替不锈钢。铝层还是电磁波屏蔽的优良涂层，如涂0.15　m铝膜，可相当于涂40　m厚的加镍导电涂料的电磁屏蔽效果。4.装饰性涂层装饰性涂层在轻工业、工艺美术品方面应用较广，目前研究和应用仿金涂层最为广泛，其中TiN仿金已用于工业化生产，如表壳、表带、首饰、餐具、眼镜架。5.润滑膜层离子沉积膜的摩擦系数比原来金属材料基层要低，涂覆Au、Ag、Pb、Pb-Sn、MoS2、Ca2F、CF等润滑材料。6.超硬涂层在模具行业，十字槽头螺钉用高速钢冲头模具，采用离子镀镀覆TiN涂层后，使用寿命提高了3倍多；在纤维行业，在不锈钢纤维切割刀后隙面镀TiC涂层后，其使用寿命可延长3～10倍。铝或钢制的纺锤采用离子镀镀覆TiN涂层后，使用寿命提高了3～5倍。7.多元复合镀层在难加工材料切削时可采用Ti（C，N）、TiAlN、AlN/TiN等多元复合镀层。