真空镀膜知识培训.ppt

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什么是真空？,处于真空状态下的气体稀薄程度通,常用“真空度高”和“真空度低”来表示真,空度高表示真空度“好”的意思真空度低,表示真空度“差”的意思低真空（一般在,76010托）；中真空（一般在1010,3,托）；高真空（一般在10,-,3,10,-8,托）；,超高真空（一般在10,-8,10,-12,）注:1托=133.322pa 1pa=7.510,-3,托,二、什么是真空度：,在真空条件下利用某种方法，在固体表面上镀一层与基体材料不同的薄层材料，也可以利用固体本身生成一层与基体不同的薄层材料这就是真空镀膜技术在固体表面上镀上一层薄膜，就能使该基体材料具有许多新的物理和化学性能因此，真空镀膜技术又称表面改性技术三、什么叫作真空镀膜技术：,蒸发真空镀：在真空条件下，将材料加热并蒸 发到基片上，称为真空蒸发镀溅射真空镀：利用各种材料在气相间、气相和固体基体表面间所产生的物理、化学过程而沉积薄膜的方法它又可以分为物理气相沉积物理气相沉积可分为利用加热膜材而产生热蒸发沉积、利用气体放电产生的正离子轰击阴极（靶材）所产生的溅射沉积、将蒸发和溅射结合起来的离子镀以及分子束外延我们称之为溅射真空镀。

四、真空镀膜分为哪几种：,电子枪真空镀：在真空环境中，灯丝经加热发射热电子，受束极及阳极加速变成带状高能电子束在偏转磁场作用下电子束旋转270角入射到坩埚靶材上，其能量达到一万电子伏特，传递给靶材实现电能热能转换，在电子束轰击区域内，靶材表面温度迅速升高及熔化直至蒸发称为电子枪真空镀通常也称之为光学镀膜五、真空镀膜工艺,根据真空镀膜气相金属产生和沉积,方式，塑料真空镀膜的方法主要分为热,蒸发镀膜法和磁控溅射镀膜法蒸发镀膜和磁控溅射镀膜工艺的示意图：,基材,窗,蒸发源,泵,蒸发镀,靶,电源,基材,泵,气体,等离子体,溅射镀,真空蒸发镀膜法就是在1.310,-2,1.310,-3,pa,(10,-4,10,-5,Torr)的真空中以电阻加热镀膜材料，使,它在极短时间内蒸发，蒸发了的镀膜材料分子沉,积在基材表面上形成镀膜层真空镀膜室是使镀膜,材料蒸发的蒸发源，还有支承基材的工作架或卷绕,装置都是真空蒸发镀膜设备的主要部分镀膜室的,真空度、镀膜材料的蒸发速率、蒸发距离和蒸发源,的间距，以及基材表面状态和温度等都是影响镀膜,层质量的因素真空蒸发镀膜法,磁控溅射法,磁控溅射法又称高速低温溅射法目前磁控溅射法已在电学膜、光学膜和,塑料金属化等领域得到广泛应用。

磁控,溅射法是在1.310,-1,pa(10,-3,Torr)左右的,真空中充入惰性气体，并在塑料基材(阳,极)和金属靶材(阴极)之间加上高压直流,电，由于辉光放电产生的电子激发惰性,气体，产生等离子体等离子体将金属,靶材的原子轰出，沉积在塑料基材上蒸发法与磁控溅射法的比较,磁控溅射法与蒸发法相比，具有镀膜层与基材的结合力强，镀膜层致密、均匀等优点真空蒸发镀膜法需要使金属或金属化合物蒸发气化，而加热温度又不能太高，否则气相蒸镀金属会烧坏被镀塑料基材，因此，真空蒸镀法一般仅适用于铝等熔点较低的金属源，是目前应用较为广泛的真空镀膜工艺相反，溅射镀膜法是利用高压电场激发产生等离子体镀膜物质，适用于几乎所有高熔点金属、合金及金属化合物镀膜源物质，如铬、钼、钨、钛、银、金等而且它是一种强制性的沉积过程，采用该法获得的镀膜层与基材附着力远高于真空蒸镀法，镀膜层具有致密、均匀等优点，加工成本也相对较高真空镀膜方式,蒸发镀膜,磁控溅射镀膜,表 面,镀前处理,离子穿透深度,基材上底涂层、真空脱气,只在表面附着,基材上底涂层，真空脱气,有一定深度的穿透,处理过程,离子,中性激发电子,热中性粒子,100%,0.1%,10%,90%,材料镀膜,可选用,难于选用,金属,蒸汽压特别低的金属、化合物等材料,金属、非金属,易分解或蒸汽压较高的金属、化合物等材料,可镀基材,金属、塑料、玻璃等,金属、塑料、玻璃等,附着力,略差,略差较好,优、缺点,可镀基材广泛，附着力差,可镀基材广泛，在低温可镀多种合金膜,应 用,装饰膜、光学膜、电学膜、磁性膜等,装饰膜、光学膜、电学膜、磁性膜等,真空蒸发镀膜法与磁控溅射镀膜法比较,六、真空镀膜材料,真空镀膜材料即是通过真空镀膜技术镀到,基材上的成膜材料，以金属和金属氧化物为主。

镀膜材料的性质直接关系到真空镀膜的质量和性,能，镀膜材料不同，厚度不同，所得镀膜层性能,和色泽也不一样如镀铝层的连续性好于银、铜,镀膜层，镀层厚度达到0.9nm即可导电，达到,30nm时，其性能就和固态铝材相同银镀层小于,5nm时不能导电，铜镀层对基材附着力较差，且容,易被氧化真空镀膜材料品种繁多，单金属型镀膜,材料有：铝、锡、铟、钴、镍、铜、锌、银、金、,钛、铬、钼、钨等合金型的镀膜材料有镍-铬，,镍-铁，铁-钴，金-银-金等金属化合物型的镀,膜材料有：SiO,2,、Ti,3,O,5,、SnO,2,、MgF,2,、ZnS等在众多镀膜材料中，以铝材的应用最多，这是因,为铝在真空条件下，蒸发湿度较低，易操作铝镀膜,层对塑料的附着力强，富有金属光泽；铝镀膜层还能,够遮蔽紫外线，对气体阻隔性也很好另外，高纯度,的铝价格比较便宜，这是其他镀膜材料所不及的铝,的反射率高，厚度40nm铝镀膜层的反射率达90%七、基材适镀性特征,真空镀膜虽然适合的基材种类很多，但仍,以塑料或其他高分子材料基材为主，原则上，,绝大多数的聚合物材料都可用于真空镀膜因,聚合物材料的本身的品种较多，性能相差较,大，对真空镀膜的适应性也可能不同。

作为真,空镀膜的塑料基材，其最基本的性能应包括附,着性能、真空放气量和耐热性等几方面指标被镀塑料基材应与真空镀膜材料有良好的,附着结合强度，塑料与金属镀层的结合强度和,塑料本身的极性等结构因素密切相关一般认,为聚酯类材料和镀铝膜层的结合力最强，在保,证表面洁净的条件下可以直接进行真空镀膜，,如大规模生产的PET真空镀膜铝镀膜层PP、,PE、等弱极性基材的附着力差，PC和硬质PVC,则介乎其间附着力,八、塑料真空镀膜常见问题分析,真空镀膜技术是一个多学科综合的产,物，其工艺过程也必然涉及多方面的技术知,识，生产上出现的技术问题也非单纯的涂料,技术可以解决的，需进行多学科的综合分,析首先，塑料基材的质量要合乎真空镀膜,的要求，基材成型加工不当时，容易出现各,种缺陷，直接或间接影响真空镀膜质量问题及现象,可能原因,改进措施,真空镀膜有黯淡的杂色，出现蓝色、黄色或黑色,基材放气,选用放气量小的基材，或对基材进行真空加热预处理,基材离蒸发源太近,调整距离,真空系统泄漏，可能进入太多氧气,检修,真空泵抽气能力低,维修真空泵，或换泵油,蒸发源或阴极损坏,更换蒸发源或阴极,镀膜时真空镀较低,待真空度达到要求后再镀膜,真空度过高，夹具和基材放气,适当降低真空度,底涂层放气,调整涂料固化工艺或涂料配方,夹具、挂笼或卷绕机有积垢，或残存,的洗涤剂,彻底清洗并干燥,蒸发速率太低,加大蒸发速率,镀膜龟裂呈鳞,片状,镀膜太厚,调整镀膜厚度,镀膜收缩率与底漆相差太大，或底漆固,化不好,调整光固化工艺或调整配方,问题及现象,可能原因,改进措施,镀铝膜层光,亮度不好,基材表面有低密度区域,更换基材牌号,增加涂料固含量，增加涂层交联密度,两道涂层或多道底涂,蒸发速率低,提高蒸发速率,底涂层部分,脱落,基材表面有油污,清洁表面，或更换基材牌号,手接触过基材表面,尽量不要手摸,扩散泵返油,采用加档油装置等措施,镀膜操作不好,保证一定的真空度,镀膜有污点,或瑕疵,底涂有污物或尘粒,仔细过滤涂料,镀膜仓已脏,清理镀膜仓,喷涂的空气管路有污物,清理或加装过滤器,喷涂车间空气流过大,找出原因,塑料成型过程中有气体逸出或表面麻点,检查模具、改进工艺，或直接更换材料,问题及现象,可能原因,改进措施,局部灼伤,铝液滴飞溅,控制好预熔操作,蒸发镀膜时电流升高过快,控制好电流升高速率,蒸发镀膜时功率过大,掌握好蒸发功率,卷绕镀膜时薄膜基材松弛和冷却辊接触不好,调节好张力，保证接触良好,纹路,薄膜基材厚度不均，使卷绕张力不平衡,更换厚度均匀的牌号,湿晕，泛白外观,溶剂全部挥发完之前水汽凝露,调低溶剂挥发速率,喷涂管路内有水分,清理、干燥管路,涂装现场湿度过高,除湿干燥，或添加慢挥发溶剂,配方含有较多吸湿性组分,替换吸湿性组分，或添加慢挥发溶剂,问题及现象,可能原因,改进措施,彩虹，底漆菱形扭曲,底漆下层固化不好，漆膜层相对移动，或面漆温度太高，或镀膜太薄,检查相关工艺过程,漆膜呈星形“咬底”,涂料组分或溶剂渗入基材或底漆,检查底层固化固化情况和底漆溶剂,问题,现象描述,可能原因,解决措施,涂层湿膜留置闪干时间,固化不足,涂层白化，层间附着力下降,涂层表面不干,层间附着力差，深指纹印,不良溶剂包埋于固化膜内固化受阻,辐照能量不足,调整留置闪干时间和温度（605）,膜厚,工作仓温度,镀膜太厚，易龟裂,镀膜太薄，易现彩虹,塑料基材变形熔融,镀膜厚度不合适,过度受热,检查固化面辐照能量强度,检查紫外灯效率,检查固化工艺过程,确定合适镀膜厚度,紫外光源进行充分风冷,固化后黄变,检测光源辐照强度，与参考辐照强度范围比较,参考强度范围：69J/cm,2,被镀件离灯太近,过度辐照引起黄变，通常在24H内黄色褪去,调整灯距,降低总辐照剂量，提高履带机走速，关闭部分光管，拉远灯距,霜化外观,涂层可轻易刮去,固化不均匀,辐照固化前适当烘烤,降低留置闪干烘烤温度,调整紫外灯管排布，湿物物件均匀固化，避免局部过热,光固化真空镀膜涂料应用常见工艺问题及解决方案,化学镀又称水电镀，也可称为湿镀。

一般用此方法镀膜，成本高，膜厚不均匀，厚度难于控制，而且会产生大量的废液而造成公害。