离子镀的原理

2023-07-03 12:48:08 来源：互联网分类：工业机械知识

现代航空工业中使用的涂层方法有很多种，如离子镀、电镀、喷涂、化学镀、扩散度、滚涂等。许多涂层工艺已经被人们掌握，并在生产中发挥了重要作用。然而，现有的涂层技术跟不上产品的快速发展，这促使人们探索新的涂层技术。“离子镀”是近十年发展起来的一种新型真空镀膜技术。
离子镀是在真空条件下通过气体放电使气体或蒸发物质部分电离，蒸发物质或其反应物在气体离子或蒸发物质离子的轰击下沉积在衬底上的方法。这些包括磁控溅射离子镀、反应离子镀、空心阴极放电离子镀(空心阴极蒸发法)、多弧离子镀(阴极弧离子镀)等。

离子镀在航空和航天工业中，各种飞机、导弹、卫星和航天器的零部件经常在复杂和有害的条件下工作。以飞机为例，机翼、机身蒙皮、起落架等外部零件直接受到大气、水分、灰尘和燃料燃烧产物中含有的化学活性气体的腐蚀。水上飞机的外部部件，特别是机身和浮标，经常被海水、湖水或河水侵蚀。航空发动机的燃烧室、涡轮部件以及气缸和活塞部件经常被高温和含有酸和其他活性物质的气流氧化。还有航空轴承、微型动力传动装置、精密齿轮、电位器等仪表元件。它们经常受到不同程度的摩擦和磨损。为了使上述零件满足耐温、耐腐蚀、耐磨等苛刻要求。仅仅从零件的结构或材料上想办法往往是不够的。
目前，应用广泛的方法之一是使用表层涂层来保护零件的基底，使其满足上述要求。就像人们根据不同的环境条件穿不同的衣服一样，零件根据需要涂上耐热、耐腐蚀或耐磨的涂层。
离子镀是真空镀膜工艺的新发展。在普通真空镀膜(也叫真空蒸发)中，将工件夹在真空罩中，当高温蒸发源通电加热时，待镀膜材料——蒸发材料熔化蒸发。由于温度升高，蒸发的材料颗粒获得一定的动能，然后沿着视线缓慢上升，最后附着在工件表层形成薄膜。这种工艺形成的涂层与零件表层既没有很强的化学键合，也没有扩散连接，附着性能很差。有时候，就像落在桌面上的灰尘，用手一摸就会擦掉。但是，离子镀工艺不同。虽然也是在真空外壳中进行，但是电镀过程是以电荷转移的形式实现的。也就是说，作为带正电的高能离子，蒸发材料颗粒在高压阴极(即工件)的吸引下高速注入工件表层。可以深入基体，在工件上形成附着坚固的扩散涂层。
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