离子镀铝技术介绍
离子镀的原理与作用过程
离子镀的原理与作用过程
离子镀是一种利用离子束在材料表面形成薄膜的表面改性技术。
其主要原理是利用离子束中的带电粒子对目标材料表面进行轰击，从而形成薄膜。
其作用过程如下：
1. 原材料制备：首先，制备要被镀的原材料。
通常是将原材料制成片状或块状。
2. 清洗和准备：将原材料进行清洗，去除表面的杂质和油脂，确保表面光洁干净。
此外，还需在原材料表面植入金属离子，增强镀层与原材料的结合力。
3. 离子源生成：使用电子加速器产生高能离子束。
离子束的成分、能量和密度都会影响镀层的质量和性能。
4. 离子束轰击原材料：将原材料放置在真空室中，使其暴露在离子束中。
离子束轰击原材料表面，使表面原子被击出或扰动，形成表面原子的骚动，从而改变原材料的表面结构。
5. 薄膜形成：原材料表面上的金属离子与被轰击的表面原子反应，形成新的化合物或合金。
这些化合物或合金沉积在原材料表面上，逐渐形成薄膜。
薄膜的厚度和均匀性可通过离子束能量和轰击时间进行控制。
6. 薄膜清洗和处理：将得到的薄膜进行清洗和处理。
这一步旨在去除残余的杂质和改善薄膜的质量。
离子镀技术可以用于制备具有不同性质和功能的薄膜，如防腐蚀涂层、耐磨涂层、陶瓷涂层等。
离子镀薄膜具有良好的附着力、致密度高、硬度高、抗腐蚀性好等特点，可以改善材料表面的性能。
离子镀膜技术概述
可镀制的膜层包括几乎全部金属盒部分合金材料。而且，在镀制合金镀层时，该 方法所获得的膜层能保留靶源合金材料的成分比例不变。因此，阳极真空电弧镀 膜方法出现伊始就引起了广泛重视。 1.3.2.3 辅助阳极技术 辅助阳极多弧沉积技术所用弧源与偏压电源和一般的阴极电弧沉积设备相 同， 其目标是提供一种真空电弧沉积装置，不是通过等离子流中离子在进行离子 清洗和基体加热， 而是通过增强此阶段中使用的气体的离化率的一种辉光放电来 达到。 由于辅助阳极的点位相对于等离子体为正，部分等离子体中的电子加速移 向阳极， 获得相应电势差加速带来的能量。此外还可以通过气体的离子轰击基材 表面来达到清理和加热， 防止形成有害的中间层。进一步的发明在于辅助阳极采 用磁性材料制成。为防止大颗粒污染基体表面，对部分阴极靶安装了隔离装置。 它可在两个位置上移动， 一个位置完全挡住靶与基体的直线距离位置，另一位置 完全打开通道。 前一位置主要用在清洗、 加热阶段。 图 1.11 为辅助阳极示意图。
镀膜技术
一、多弧离子镀
多弧离子镀技术是采用阴极蒸发源的一种离子镀技术。 阴极电弧蒸发源可以 是 Ti、Al、Zr、Cr 等单相靶材也可以是由它们组成的多相靶材。多弧离子镀应 用面广，实用性强，除了具有其他各种离子镀方法的广泛用途之外，特别是在高 速钢刀具镀覆 TiN 涂层的应用方面发展的最为迅速，并进入了工业化阶段。
图 1.3 阴极靶表面离化区域示意图
离化区域的空间电荷， 是导致加速区强电场的主要原因，该电场一方面使电 子加速离开阴极表面， 另一方面也使得离子回归阴极表面，该回归的离子流可能 导致阴极表面温度在一定程度上的增加。此外，回归的离子流对熔池表面的冲击 作用可能是液滴喷溅的原因， 这可以与一杯水在表面受到冲击时产生的喷溅现象 相类比。按照这种解释，在阴极表面附近只有离子和液滴向外空间发射，即在基 片上只能接收到离子和液滴，而无中性原子。
离子镀原理
离子镀原理一、引言离子镀是一种先进的表面处理技术，其基本原理是将气体引入真空镀膜室内，通过气体放电和离子化过程，将气体或固体颗粒离子化，然后将这些离子沉积在基材表面形成薄膜。
与传统的镀膜技术相比，离子镀具有许多独特的优点，如沉积速率高、附着力强、薄膜质量好等。
因此，离子镀在许多领域得到了广泛的应用，如光学、电子、机械、化学等领域。
二、离子镀原理概述离子镀的基本原理主要包括气体放电和离子化过程、基材偏压和离子能量、薄膜沉积过程等几个方面。
1.气体放电和离子化过程气体放电和离子化过程是离子镀的关键环节之一。
在真空镀膜室内，通过辉光放电或弧光放电等方式，使引入的气体或固体颗粒发生电离，形成大量的正离子和负离子。
这些离子在电场的作用下加速向基材表面运动，从而实现沉积。
气体的放电和离子化过程可以通过各种不同的电源和控制方式来实现。
2.基材偏压和离子能量基材偏压和离子能量是影响离子镀的重要因素。
基材偏压是指基材表面相对于镀膜室电极的电位差，它可以影响离子的运动轨迹和能量。
通过调整基材偏压，可以控制离子的沉积速度、薄膜的质量和附着力等。
离子的能量则决定了其与基材表面原子的相互作用程度，从而影响薄膜的结构和性能。
离子的能量可以通过控制放电电压和电流来调节。
3.薄膜沉积过程薄膜沉积过程是离子镀的主要环节之一。
在气体放电和离子化的过程中，正离子和负离子在电场的作用下加速向基材表面运动，并与基材表面碰撞，将能量传递给基材表面的原子或分子，使其脱离基材表面并被蒸发或溅射。
这些被蒸发或溅射的原子或分子在基材表面重新凝结形成薄膜。
在沉积过程中，可以通过控制沉积速率、温度、气体流量等参数来优化薄膜的结构和性能。
三、离子镀的特点离子镀作为一种先进的表面处理技术，具有许多独特的优点。
其主要特点包括：1.沉积速率高：由于气体放电和离子化的过程中可以形成大量的离子，因此离子镀的沉积速率较高，可以大大缩短加工时间和降低生产成本。
2.附着力强：由于离子镀过程中基材表面被高能离子反复轰击和刻蚀，使其表面粗糙度增加，形成“锚定”效应，使得薄膜与基材的附着力更强。
离子镀原理
离子镀原理
离子镀是一种常用的表面处理技术，通过在材料表面沉积一层薄膜来改善材料的性能。
离子镀的原理主要是利用离子轰击和沉积的过程，通过控制离子轰击的能量和角度，以及沉积材料的种类和厚度，来实现对材料表面性能的调控。
首先，离子镀的过程是通过将材料置于真空室中，利用离子束轰击材料表面，使其表面活性增强，然后在表面沉积一层薄膜。
在离子轰击的过程中，离子具有较高的能量，能够改变材料表面的晶体结构，提高表面的结合力和耐磨性。
同时，离子轰击还能清除表面的氧化物和杂质，使得沉积薄膜与基体结合更加牢固。
其次，离子镀的原理还涉及到沉积薄膜的过程。
在离子轰击后，通过引入沉积材料的离子或原子，使其在表面沉积形成薄膜。
沉积薄膜的种类和厚度可以根据具体的应用要求来选择，常见的有金属薄膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜等。
这些薄膜可以提高材料的导电性、光学性能、耐腐蚀性等，从而满足不同领域的需求。
离子镀的原理虽然简单，但是在实际应用中需要考虑很多因素。
首先是离子轰击的能量和角度的控制，这直接影响到表面的改性效果。
其次是沉积薄膜的选择和厚度的控制，这取决于具体的应用需求。
最后是离子镀的工艺参数的优化，包括真空度、离子束的密度和能量分布等，这些都会影响到最终薄膜的质量和性能。
总的来说，离子镀是一种非常有效的表面处理技术，可以在不改变材料体积的情况下，改善材料的性能。
通过合理的控制离子轰击和沉积过程，可以实现对材料表面性能的调控，从而满足不同领域的需求。
随着材料科学和工程技术的发展，离子镀技术将会得到更广泛的应用，并不断推动材料性能的提升和创新。
离子镀方法
离子镀方法嘿，咱今儿就来唠唠离子镀方法！离子镀啊，这可真是个神奇的玩意儿。
你想想看，就好像是给物体穿上了一层超级酷炫的“外衣”。
这层“外衣”可不一般，它能让物体变得更加耐用、更加漂亮。
离子镀就像是一个技艺高超的裁缝，精心地为各种材料量体裁衣。
它是怎么做到的呢？简单来说，就是利用离子的力量啦！离子就像是一群小小的精灵，在特定的环境下飞舞着，然后附着到物体表面。
这可不是随随便便就能完成的事儿哦，这里面的门道可多着呢！比如说，要控制好离子的能量和密度，就像厨师掌握火候一样重要。
能量太高了，可能会把物体给“烤坏”了；能量太低了呢，又达不到理想的效果。
这是不是跟炒菜很像呀？而且离子镀的种类也不少呢！有什么蒸发离子镀、溅射离子镀等等。
每种都有自己独特的魅力和用途。
蒸发离子镀就像是慢慢炖煮的汤，温和而细腻；溅射离子镀呢，则像是大火爆炒的菜，激烈而有力。
离子镀能让物体的表面性能得到极大的提升。
它可以让物体更加耐磨，就像给物体穿上了一双坚固的铁鞋，走在各种艰难的道路上都不怕。
它还能让物体更加耐腐蚀，就像是给物体涂上了一层厚厚的防晒霜，不怕风吹日晒雨淋。
再看看我们身边的很多东西，说不定就有离子镀的功劳呢！那些亮晶晶的首饰，它们的光芒也许就来自离子镀；那些高科技的电子产品，它们的耐用性也许就有离子镀的一份贡献。
离子镀的应用范围那可真是广泛得很呐！从小小的零件到大大的设备，从日常用品到高端科技，哪里都有它的身影。
这不就像是我们生活中的盐一样吗，虽然小小的，却无处不在，不可或缺。
离子镀的发展也是日新月异啊！科学家们不断地探索和创新，让离子镀的技术越来越先进，效果越来越好。
这不就是人类智慧的体现吗？我们总是在不断地追求更好、更完美。
所以说啊，离子镀方法可真是个了不起的东西。
它让我们的生活变得更加美好，让我们的世界变得更加精彩。
咱可得好好感谢那些研究离子镀的科学家们呀，是他们让这一切成为可能。
你说呢？难道不是吗？。
离子镀
离子镀———TiN薄膜制备与应用一离子镀1 离子镀原理离子镀在抽真空条件下，充气体（Ar）使保持压力数Pa，在靶材上加数千伏负电压产生辉光放电使所镀金属蒸发，蒸汽受电子撞击产生部分电离，金属阳离子在电场作用下加速向工件表面运动，使物质离子对工件表面轰击作用的同时把蒸发物或其他反应物沉积在基体上。
离子镀是在镀膜的同时用载能离子轰击基体和镀层表面的技术，是在蒸发或溅射沉积基础上而不是独立的沉积方式。
离子镀的基本过程：蒸发→离子化→加速→还原沉积2 反应离子镀反应离子镀是在离子镀的基础上进行的。
在离子镀过程中，在真空室中导入与金属蒸气起反应的气体（如O2、N2、C2H2、CH4等代替Ar或将其掺在Ar 中），并用不同方式使金属蒸气和反应气体的分子、原子激活、离化，促进其中的化学反应，在工件表面获得化合物镀层。
3 真空蒸镀、真空溅射镀和离子镀的比较由下面的表1[1]可以得离子镀相对于真空蒸镀和真空溅射镀的比较1) 离子镀的镀膜条件是真空蒸镀和真空溅射镀条件的优点集合；2) 离子镀的镀膜密度高、没有气孔、附着性非常好,是其他两种镀膜方所不具备的；3) 离子镀是以工件为阴极,放置被镀金属的坩埚为阳极使工件与蒸发源之间形成等离子场,这样被镀金属离子在镀覆过程中有离子搅拌现象,使镀膜更加均匀沉积,获得更好的镀膜。
表14 离子镀是目前真空镀膜技术中最新、最先进的表面工程技术之一，它具有以下优点1) 入射粒子能量高，与基体的结合强度高，膜层致密，耐久性好，膜层硬度高（氮化钛膜显微硬度达HV2000以上），耐磨性好（用于刀具表面强化，寿命可提高3~10倍），耐蚀性好；2)与其他表面处理工艺结合使用效果更佳，如在A3钢基体上先镀制过渡层后再镀制氮钛膜，耐磨性和耐蚀性均大幅度提高；3)可镀基材广泛，可同时在不同金属材料的表面成膜，膜层的颜色均匀一致；4)成膜温度低（几乎可在常温下成薄膜），而膜层的热稳定性好（600℃时膜层不脱落，不起皮）；5)用多弧离子镀膜工艺镀制的氮钛膜对光的吸收率达90%以上，隐蔽性好，镀膜过程无环境污染，因此应用十分广泛。
离子镀膜原理
离子镀膜原理
离子镀膜是一种常见的表面处理技术，它通过在材料表面沉积一层薄膜来改善
材料的性能。
离子镀膜原理主要包括离子源、靶材、基底材料和真空室四个主要部分。
首先，离子源产生高能离子束，这些离子在真空条件下被加速并聚集成束。
离
子源通常采用的是离子轰击法或者放电法，通过电场或者磁场将气体离子化并加速，形成高速离子束。
其次，靶材是离子镀膜的原料，它可以是金属、合金、氧化物等不同材料。
靶
材被置于离子源的正对位置，当高能离子束轰击靶材时，靶材表面的原子、离子被激发、碰撞并释放出来，形成蒸气或者离子流。
然后，基底材料是需要进行镀膜的材料，它被放置在离子源和靶材之间的位置。
当蒸气或者离子流到达基底材料表面时，它们会在表面重新结晶并沉积，形成一层薄膜。
这一过程通常需要在真空条件下进行，以确保薄膜的成分和结构的稳定性。
最后，真空室是离子镀膜过程中的重要环境条件，它提供了稳定的真空环境以
保证离子束和蒸气的传输和沉积。
真空室内通常包括真空泵、真空计、气体控制系统等设备，以确保离子镀膜过程的稳定性和可控性。
总的来说，离子镀膜原理是通过离子源产生高能离子束，靶材释放蒸气或者离
子流，基底材料沉积薄膜，并在真空条件下进行的一种表面处理技术。
离子镀膜可以改善材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能，广泛应用于电子、光学、机械等领域。
通过对离子镀膜原理的了解，我们可以更好地理解离子镀膜技术的工作原理和
应用范围，为相关领域的研究和应用提供有力支持。
同时，离子镀膜技术也在不断发展和完善中，相信在未来会有更广泛的应用前景和更深入的研究价值。
脉冲偏压电弧离子镀
脉冲偏压电弧离子镀
脉冲偏压电弧离子镀是一种先进的表面处理技术，通过利用高能离子束对材料表面进行镀覆，可以显著改善材料的性能和功能。
这种技术广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
脉冲偏压电弧离子镀的原理是利用离子束的高能量和高速度，将金属材料的离子镀覆在目标材料的表面上。
这种离子束具有较高的穿透力和沉积速度，可以在表面形成坚固、致密的镀层。
与传统镀层技术相比，脉冲偏压电弧离子镀具有以下几个显著的优势。
脉冲偏压电弧离子镀可以实现高质量的镀层。
离子束的高能量和高速度使得镀层在表面形成紧密的结构，具有良好的附着力和耐腐蚀性。
这种镀层不仅可以提高材料的表面硬度和磨损性能，还可以增强材料的耐热性和耐腐蚀性，延长材料的使用寿命。
脉冲偏压电弧离子镀具有良好的选择性。
离子束可以准确地定位在目标材料的表面上，避免了传统镀层技术中常见的镀层不均匀和浪费材料的问题。
这种选择性镀覆不仅可以节约原材料的使用，还可以提高镀层的质量和稳定性。
脉冲偏压电弧离子镀还可以实现多层镀覆。
通过调整离子束的能量和时间，可以在目标材料的表面形成多层结构，从而进一步提高材料的性能和功能。
这种多层镀覆不仅可以改善材料的表面光洁度和平整度，还可以增加材料的导热性和电导率，满足不同领域对材料
的特殊要求。
脉冲偏压电弧离子镀是一种先进的表面处理技术，可以显著改善材料的性能和功能。
这种技术具有高质量的镀层、良好的选择性和多层镀覆等优势，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
脉冲偏压电弧离子镀的发展将进一步推动材料科学和工程技术的进步，为人类社会的发展做出重要贡献。
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离子镀铝技术介绍-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
离子镀铝技术
离子镀铝是通过物理气相沉积方法的方法在产品表面镀覆一层厚度均匀、结合力好的纯铝涂层。
离子镀铝是一门新技术，它具有工艺温度低、镀层组织致密附着性、绕镀性良好、无公害等优点。
目前主要有磁控溅射、多弧和电阻加热蒸发这三类设备。
美国等国开展了离子镀铝研究工作较早，已取得较好成果，并应用于生产上。
我国在80年代前后开展了离子镀的研究工作，并相继开始了离子镀铝的研究，但由于缺少环保意识，未获得大规模推广。
1、离子镀铝工艺流程
（1）入炉前的工件清洗：金属清洗剂浸泡—金属清洗剂超声波清洗—去离子水冲洗—脱水—烘干。
通过清洗，使工件表面达到去油、去污、脱水的状态；
（2）装炉后的离子溅射清洗：工件装卡入炉，抽真空、待真空度抽到8x 10-3Pa时，加热烘烤工件，同时通入氩气到2.6～6.67Pa之后，施加800～1000V的负偏压，对工件进行离子清洗，离子轰击15～20min，以保证铝涂层与工件有良好的结合力；
（3）离子沉积镀铝：起铝靶、调正氩分压、调整所需的靶功率。
等铝靶工作正常后，打开挡板，镀制铝涂层；
（4）镀覆后处理：镀制结束，工件随炉冷却到150℃后，出炉，进行化学氧化处理（在7.5～15g/l阿洛丁1200S溶液中氧化30～60s）。
2、离子镀铝涂层的特点
离子镀铝是为了取代电镀镉涂层而发展起来的。
由于电镀镉的一些问题，现在欧美国家已禁止使用电镀镉涂层，这些问题主要有：普通的电镀镉工艺不但造成环境污染，而且要引起高强钢和钛合金氢脆；电镀镉涂层的耐蚀性能低于离子镀铝层；电镀镉涂层的使用温度低于232℃，而离子镀铝层可用于500℃。
离子镀铝有下列优点：
（1）离子镀铝层的组织结构可以通过工艺参数控制，从而得到晶粒细小、厚度均匀、结台力优异的涂层；
（2）采用离子镀铝工艺不会造成环境污染，也不损害基体的机械性能，甚至能明显提高某些基体材料的疲劳性能；
（3）离子镀铝涂层比电镀镉和锌涂层具有更好的保护性能和更高的使用温度；
（4）铝涂层除了保护作用之外，还具有其它许多优异的性能，例如优异的导电性和漂亮的外观等。
3、离子镀铝涂层的效果
美国军标列出了三级二类铝涂层厚度和耐蚀性能的Mil-C-83488B标准：
其中一级铝涂层的厚度不小于25μm，用于腐蚀条件比较苛刻的环境，例如高温和接触外界的环境；二级涂层厚度不小于12.5μm，用于中等程度的腐蚀环境，例如不和外界接触的环境；三级铝涂层厚度大于7.5μm，用于工件尺寸要求严格的工件，例如带有螺纹的紧固件。
一类铝涂层是指加涂后不经进一步表面处理的涂层。
二类铝涂层是指加涂后，涂层表面要经玻璃球喷射后再进行铬酸盐钝化处理的铝涂层。
钝化处理可以进一步提高涂层的耐蚀性能。
离子镀铝沉积设备镀覆前后处理设备。