北京中车空压机浅析真空镀膜技术的应用

2019-06-17

真空镀膜技术的应用时较早的,20世纪初大发明家爱迪生就提出了唱片蜡膜采用阴极溅射进行表面金属化的工艺方法,并于1903年申报了专利,这便是薄膜技术在工业上应用的开始。但是这一技术在当时因受到真空技术和其他相关技术发展的限制,发展速度较慢。

直到二次世界大战期间,法西斯德国使这一技术服务于战争,制备各种军用光学镜片和反光镜,从而首先使用这一技术在光学工业中得到了迅速的发展。并且逐渐形成了薄膜光学,成为光学的一个重要分支。

真空镀膜技术在电子方面开始是用来制造电阻和电容元件,之后随着半导体技术在电机学领域中的应用,又使这一技术成为晶体管制造和集成电路生产的必要工艺手段。近年来,随着集成电路向大规模和超大规模集成方向发展,从而又对真空镀膜技术提出了新的要求。因而在电机学领域中又产生了一个新的分支—薄膜微电子学。

表面科学是在固体物理等许多科学基础上发展起来的新科学,其研究对象是各种各样的表面。真空镀膜技术为制造各种各样的清洁表面提供了手段。特别是20世纪70年代在真空镀膜基础上发展起来的分子束外延技术,用他不但可以制备可精确控制的超薄薄膜、原子级平整度的表面、上百层的叠加膜,而且还可以控制薄膜的成分和配比。这些薄膜的制备均为科学的研究和发展提供了充分的条件。

真空镀膜技术在其他科学领域中的应用亦很广泛。例如,电子显微镜的标本必须经过真空镀膜处理才能观察;激光器需要镀上精密控制的光学膜层才能使用;太阳能利用也与真空镀膜技术息息相关。

目前,几乎任何材料都可以通过真空镀膜工艺涂覆到其他材料的表面上,这为真空镀膜技术在各种工业领域中的应用开辟了更加广阔的前景。

用真空镀膜技术代替传统的电镀工艺,不但能节省大量的膜材和降低能耗,而且还会消除湿法镀膜中所产生的环境污染。因此国外在钢铁零件涂镀防腐层和保护膜方面,已采用真空镀膜工艺来代替电镀工艺。在冶金工业中,为钢铁和带钢加镀铝防护层已很普遍;在机械制造业中,真空镀膜工艺用于改变改变某些加工工艺和节约贵重的原材料,如飞机涡轮发动机的叶片已经不用价格昂贵的耐高温金属制造,而是采用价格低廉易加工材料,成形后再用真空镀膜的方法在叶片表面上加镀耐高温,耐腐蚀的防护层。再如汽车制造业中采用塑料制品金属化零件代替各种金属零件,既减轻了汽车的重量又节约了燃油的消耗。在金属切削刀具上加镀TiN硬膜可使用刀具寿命提高3~6倍,从而节省了大量的高速钢材。

塑料薄膜采用真空镀膜的方法加镀铝等金属膜,再进行染色,可得到用于工业中的装饰品薄膜。

近年来,建筑工业上玻璃镀膜已经十分盛行,因为这种不但可以美化建筑物,而且可以节约能源,这是因为在玻璃上镀上反射膜可以使低纬度地区房屋避免炎热的阳光直射到室内,而节省空调费用。玻璃上镀滤光膜和低辐射膜,可使阳光射入,而作为室内热源的红外辐射又不能通过玻璃辐射出去,这在高纬度地区也可以达到保温节能的目的。