上篇介紹的電鍍和化學(xué)鍍工藝的相關(guān)知識(shí)：電鍍和化學(xué)鍍的工藝介紹，電鍍和化學(xué)鍍都?xì)w屬于濕法鍍膜技術(shù)，即需要在溶液中進(jìn)行，廢液的處理是一大問題，隨著各個(gè)地區(qū)，特別是發(fā)達(dá)地區(qū)對(duì)環(huán)保的重視，相關(guān)從事電鍍的工廠需要投入大量資金在廢液處理設(shè)備上，才能滿足排放要求，甚至有些地區(qū)政府明確規(guī)定管轄范圍內(nèi)不能從事電鍍相關(guān)行業(yè)，環(huán)保問題也成為制約電鍍行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
有沒有一種可替代電鍍的工藝？
嚴(yán)格來說沒有，具體需要看在哪些應(yīng)用上，某些方面是可以完全取代的，特別是在一些裝飾性的應(yīng)用上，物理氣相沉淀（PVD）可以做到相似甚至比電鍍更好的效果。PVD是眾多表面處理（金屬鍍膜）工藝中的其中一種，通過物理的方法在工件表面沉淀成一層薄膜的工藝，相對(duì)于電鍍來說，PVD屬于干法鍍膜技術(shù)，它不是在溶液中進(jìn)行，而是在真空條件下，是采用物理方法將材料源（固體或液體）表面氣化成氣態(tài)原子或分子，或部分電離成離子，并通過低壓氣體（或等離子體）過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)。
可以簡(jiǎn)單地理解為：怎么樣把預(yù)鍍材料源轉(zhuǎn)移到預(yù)鍍工件表面形成薄膜。方法有很多種，但是絕不是像洗澡往身上擦香皂那樣。
PVD的整個(gè)流程可以簡(jiǎn)化成如下:
物理氣相沉淀（PVD），由于這種方法基本都是處于真空環(huán)境下進(jìn)行，因此也稱真空鍍膜技術(shù)。PVD按鍍料氣化的方式可分為：真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜、真空離子鍍膜三大類，具體的細(xì)分見下圖。
PVD為什么要在真空環(huán)境下進(jìn)行?
1、防止氣體“污染”，如：鍍金屬膜時(shí)可以防止氧化，
2、鍍的過程中不會(huì)受空氣分子碰撞，有較大的動(dòng)量到達(dá)待鍍件表面
3、在真空的條件下，鍍膜材料的熔點(diǎn)較常壓下低
01 真空蒸發(fā)鍍膜
原理：真空蒸發(fā)鍍膜的原理極為簡(jiǎn)單，可以簡(jiǎn)單理解為，在真空室內(nèi)通過加熱使材料靶材蒸發(fā)，形成蒸汽流，同時(shí)保證待鍍件較低的溫度，使得靶材在待鍍件表面凝固。
這個(gè)跟蒸桑拿有點(diǎn)類似（傳統(tǒng)桑拿浴是指在特制的木房?jī)?nèi)，在熱爐上燒烤特有的巖石，使其溫度達(dá)到70℃以上，然后再往巖石上少量潑水，以產(chǎn)生沖擊性的蒸汽，蒸汽最終與皮膚接觸后液化。）
真空蒸發(fā)鍍膜的基本工藝流程：
圖：真空蒸發(fā)鍍膜主要工藝流程
真空蒸發(fā)鍍膜工藝的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：
缺點(diǎn)：薄膜的厚度均勻性不易控制；靶材對(duì)于鍍件幾乎沒有沖擊，薄膜與基片（待鍍件）的集合不是十分緊密，附著力不高；此外其鍍膜速度較低，繞射性差（對(duì)基片的背面以及側(cè)面的沉積能力）；蒸發(fā)容器有污染的隱患，工藝重復(fù)性不好；此方法只適合制備低熔點(diǎn)材料薄膜。
02 磁控濺射鍍膜
首先理解濺射現(xiàn)象：就像往平靜的湖水里投入石頭會(huì)濺起水花一樣，用高速離子轟擊固體表面使固體中近表面的原子或分子從固體表面逸出，這種現(xiàn)在稱為濺射現(xiàn)象。
真空濺射鍍膜工藝有分多種，其中磁控濺射鍍膜應(yīng)用最廣，其原理基于高能離子轟擊靶材的濺射效應(yīng)，整個(gè)濺射過程都是建立在輝光放電的基礎(chǔ)上，即濺射的離子都來源于氣體放電（通常把在電場(chǎng)作用下氣體被擊穿而導(dǎo)電的物理現(xiàn)象稱之為氣體放電），而放電的過程產(chǎn)生輝光，輝光的產(chǎn)生是因?yàn)榇罅康碾娮?、原子碰撞?dǎo)致原子中的核外電子受激躍到高能態(tài)，而后又衰變到基態(tài)并發(fā)射出光子，大量的光子就形成輝光。如下：
磁控濺射鍍膜的過程如下：
圖：磁控濺射的原理
視頻：磁控濺射的原理
磁控濺射主要工藝流程：
3）加熱，為了除去基片表面水分，提高膜與基片的結(jié)合力，需要對(duì)基片進(jìn)行加熱，溫度一般選擇在150℃~200℃之間；
4）氬氣分壓，一般選擇在0.01~1Pa范圍內(nèi)，以滿足輝光放電的氣壓條件；
5）預(yù)濺射，預(yù)濺射是通過離子轟擊以除去靶材表面氧化膜，以免影響薄膜質(zhì)量；
6）濺射，氬氣電離后形成的正離子在正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)的作用下，高速轟擊靶材，使濺射出的靶材粒子到達(dá)基片表面沉積成膜；
圖：磁控濺射主要工藝流程
磁控濺射鍍膜與其他鍍膜工藝對(duì)比：
03 真空離子鍍膜
真空離子鍍是一種結(jié)合了真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)和輝光放電等離子體技術(shù)的PVD技術(shù)。
真空離子鍍膜過程如下，分成兩步：
離子鍍的原理簡(jiǎn)圖
視頻：磁控濺射的原理
離子鍍工藝綜合了蒸發(fā)（高沉積速率）與濺射（良好的膜層附著力）工藝的特點(diǎn)，真空離子鍍膜與其他鍍膜工藝對(duì)比：
缺點(diǎn)：由于電弧處的高溫以及離化粒子的撞擊，電弧離子鍍極易產(chǎn)生一些大顆粒，這嚴(yán)重影響鍍膜質(zhì)量；鍍膜時(shí)基板的溫度會(huì)升高到攝氏幾百度，膜與基體間存在較寬的過渡界面；會(huì)有氣體分子吸附；上述的缺點(diǎn)使離子鍍的應(yīng)用受到很大的限制。
三種鍍膜方式與薄膜性質(zhì)的比較：
本篇未完待續(xù)。。。
