俗話說(shuō)“人靠衣裝馬靠鞍”,我們?nèi)舜┥狭斯怩r亮麗的衣服,立馬顯得精氣十足;而穿上破爛不堪的衣服后則顯得既邋遢又頹廢,可見(jiàn)衣服對(duì)我們是非常重要的。而在生活中,材料也同樣需要衣服來(lái)為自己增光添彩。比如汽車上噴的不同顏色的漆、手表和眼鏡框上鍍的不同色彩的膜、不粘鍋上噴的涂層……這些都是它們的衣服。也正是這些衣服才讓它們脫穎而出。
根據(jù)衣服的厚度可以將它們分為涂層和薄膜,涂層是厚衣服(≥1mm),如硬質(zhì)涂層、防護(hù)涂層等;薄膜則是薄衣服(< 1mm),如光電功能薄膜等。這些衣服不僅僅像手表和眼鏡框那樣是為了好看,它們還有別的功能呢!比如汽車有了衣服(漆)就不再生銹了、飛機(jī)葉片有了衣服(高溫防護(hù)涂層)就可以在1000 以上的高溫下正常工作了、刀具有了衣服(硬質(zhì)涂層)也變得更加堅(jiān)硬了、玻璃有了衣服(透明導(dǎo)電薄膜)也導(dǎo)電了……
那么,這些衣服都是怎么做出來(lái)的呢?總體來(lái)講,主要可以分為兩類技術(shù):噴涂技術(shù)和真空沉積技術(shù)。
噴涂技術(shù)又分為冷噴涂、等離子噴涂和超音速火焰噴涂。其中冷噴涂是利用預(yù)加熱的壓縮氣體通過(guò)噴管產(chǎn)生超高速氣流,再將粉末顆粒送入氣流中經(jīng)加速以高速撞擊基體,通過(guò)產(chǎn)生劇烈的塑性變形而在基體表面沉積為涂層。而等離子噴涂和超音速火焰噴涂屬于熱噴涂。
冷噴涂
?等離子噴涂
超音速火焰噴涂
真空沉積技術(shù)又分為電子束—物理氣相沉積(EBPVD)、電弧離子鍍(AIP)、磁控濺射(MS)。電子束—物理氣相沉積是高溫狀態(tài)下金屬燈絲內(nèi)部的一部分電子逸出金屬表面,發(fā)射出熱電子,熱電子在電磁場(chǎng)的作用下高速運(yùn)動(dòng)形成電子束轟擊靶材表面,電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成熱能,使材料表面快速升溫而蒸發(fā)或升華,沉積在基片上。電弧離子鍍是以鍍膜材料作為靶材,借助于觸發(fā)裝置,使把表面產(chǎn)生弧光放電,鍍膜材料在電弧作用下,產(chǎn)生無(wú)熔池蒸發(fā)并沉積在基片上的一種鍍膜方法。而磁控濺射是在二級(jí)濺射中增加一個(gè)平行于靶表面的封閉磁場(chǎng),借助于靶表面上形成的正交電磁場(chǎng),把二次電子束縛在靶表面特定區(qū)域來(lái)增強(qiáng)電離效率,增加離子密度和能量,從而實(shí)現(xiàn)高速率濺射的過(guò)程。
?電子束—物理氣相沉積(EBPVD)
?電弧離子鍍(AIP)
?磁控濺射(MS)
這些技術(shù)各有特色,已經(jīng)在科研和生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。
如果將來(lái)我們有機(jī)會(huì)接觸到這些技術(shù),可以根據(jù)需要和實(shí)際條件選擇最適合的一種,讓我們周圍的材料煥發(fā)光彩!