真空鍍膜知識培訓(xùn)

關(guān)于真空鍍膜知識培訓(xùn)第1頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五一、真空的定義：

真空指低于該地區(qū)大氣壓的稀薄氣體狀態(tài)。什么是真空？第2頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五

處于真空狀態(tài)下的氣體稀薄程度通常用“真空度高”和“真空度低”來表示。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760—10托）；中真空（一般在10—10–3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=133.322pa1pa=7.5×10-3托

二、什么是真空度：第3頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五

在真空條件下利用某種方法，在固體表面上鍍一層與基體材料不同的薄層材料，也可以利用固體本身生成一層與基體不同的薄層材料。這就是真空鍍膜技術(shù)。在固體表面上鍍上一層薄膜，就能使該基體材料具有許多新的物理和化學(xué)性能。因此，真空鍍膜技術(shù)又稱表面改性技術(shù)。三、什么叫作真空鍍膜技術(shù)：第4頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五

①蒸發(fā)真空鍍：在真空條件下，將材料加熱并蒸發(fā)到基片上，稱為真空蒸發(fā)鍍。②濺射真空鍍：利用各種材料在氣相間、氣相和固體基體表面間所產(chǎn)生的物理、化學(xué)過程而沉積薄膜的方法。它又可以分為物理氣相沉積。物理氣相沉積可分為利用加熱膜材而產(chǎn)生熱蒸發(fā)沉積、利用氣體放電產(chǎn)生的正離子轟擊陰極（靶材）所產(chǎn)生的濺射沉積、將蒸發(fā)和濺射結(jié)合起來的離子鍍以及分子束外延。我們稱之為濺射真空鍍。四、真空鍍膜分為哪幾種：第5頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五③電子槍真空鍍：在真空環(huán)境中，燈絲經(jīng)加熱發(fā)射熱電子，受束極及陽極加速變成帶狀高能電子束。在偏轉(zhuǎn)磁場作用下電子束旋轉(zhuǎn)270°角入射到坩堝靶材上，其能量達到一萬電子伏特，傳遞給靶材實現(xiàn)電能→熱能轉(zhuǎn)換，在電子束轟擊區(qū)域內(nèi)，靶材表面溫度迅速升高及熔化直至蒸發(fā)。稱為電子槍真空鍍。通常也稱之為光學(xué)鍍膜。第6頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五五、真空鍍膜工藝

根據(jù)真空鍍膜氣相金屬產(chǎn)生和沉積方式，塑料真空鍍膜的方法主要分為熱蒸發(fā)鍍膜法和磁控濺射鍍膜法。第7頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五蒸發(fā)鍍膜和磁控濺射鍍膜工藝的示意圖：基材窗蒸發(fā)源泵蒸發(fā)鍍靶電源基材泵氣體等離子體濺射鍍第8頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五

真空蒸發(fā)鍍膜法就是在1.3×10-2~1.3×10-3pa(10-4~10-5Torr)的真空中以電阻加熱鍍膜材料，使它在極短時間內(nèi)蒸發(fā)，蒸發(fā)了的鍍膜材料分子沉積在基材表面上形成鍍膜層。真空鍍膜室是使鍍膜材料蒸發(fā)的蒸發(fā)源，還有支承基材的工作架或卷繞裝置都是真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備的主要部分。鍍膜室的真空度、鍍膜材料的蒸發(fā)速率、蒸發(fā)距離和蒸發(fā)源的間距，以及基材表面狀態(tài)和溫度等都是影響鍍膜層質(zhì)量的因素。真空蒸發(fā)鍍膜法第9頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五磁控濺射法

磁控濺射法又稱高速低溫濺射法。目前磁控濺射法已在電學(xué)膜、光學(xué)膜和塑料金屬化等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。磁控濺射法是在1.3×10-1pa(10-3Torr)左右的真空中充入惰性氣體，并在塑料基材(陽極)和金屬靶材(陰極)之間加上高壓直流電，由于輝光放電產(chǎn)生的電子激發(fā)惰性氣體，產(chǎn)生等離子體。等離子體將金屬靶材的原子轟出，沉積在塑料基材上。第10頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五蒸發(fā)法與磁控濺射法的比較

磁控濺射法與蒸發(fā)法相比，具有鍍膜層與基材的結(jié)合力強，鍍膜層致密、均勻等優(yōu)點。真空蒸發(fā)鍍膜法需要使金屬或金屬化合物蒸發(fā)氣化，而加熱溫度又不能太高，否則氣相蒸鍍金屬會燒壞被鍍塑料基材，因此，真空蒸鍍法一般僅適用于鋁等熔點較低的金屬源，是目前應(yīng)用較為廣泛的真空鍍膜工藝。相反，濺射鍍膜法是利用高壓電場激發(fā)產(chǎn)生等離子體鍍膜物質(zhì)，適用于幾乎所有高熔點金屬、合金及金屬化合物鍍膜源物質(zhì)，如鉻、鉬、鎢、鈦、銀、金等。而且它是一種強制性的沉積過程，采用該法獲得的鍍膜層與基材附著力遠高于真空蒸鍍法，鍍膜層具有致密、均勻等優(yōu)點，加工成本也相對較高。第11頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五真空鍍膜方式蒸發(fā)鍍膜磁控濺射鍍膜

表面鍍前處理離子穿透深度

基材上底涂層、真空脫氣只在表面附著

基材上底涂層，真空脫氣有一定深度的穿透

處理過程離子中性激發(fā)電子熱中性粒子————100%

＜0.1%

＜10%

＜90%

材料鍍膜可選用難于選用

金屬蒸汽壓特別低的金屬、化合物等材料

金屬、非金屬易分解或蒸汽壓較高的金屬、化合物等材料

可鍍基材

金屬、塑料、玻璃等

金屬、塑料、玻璃等

附著力

略差

略差~較好

優(yōu)、缺點

可鍍基材廣泛，附著力差

可鍍基材廣泛，在低溫可鍍多種合金膜

應(yīng)用

裝飾膜、光學(xué)膜、電學(xué)膜、磁性膜等

裝飾膜、光學(xué)膜、電學(xué)膜、磁性膜等真空蒸發(fā)鍍膜法與磁控濺射鍍膜法比較第12頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五六、真空鍍膜材料

真空鍍膜材料即是通過真空鍍膜技術(shù)鍍到基材上的成膜材料，以金屬和金屬氧化物為主。鍍膜材料的性質(zhì)直接關(guān)系到真空鍍膜的質(zhì)量和性能，鍍膜材料不同，厚度不同，所得鍍膜層性能和色澤也不一樣。如鍍鋁層的連續(xù)性好于銀、銅鍍膜層，鍍層厚度達到0.9nm即可導(dǎo)電，達到30nm時，其性能就和固態(tài)鋁材相同。銀鍍層小于5nm時不能導(dǎo)電，銅鍍層對基材附著力較差，且容易被氧化。真空鍍膜材料品種繁多，單金屬型鍍膜材料有：鋁、錫、銦、鈷、鎳、銅、鋅、銀、金、鈦、鉻、鉬、鎢等。合金型的鍍膜材料有鎳-鉻，第13頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五

鎳-鐵，鐵-鈷，金-銀-金等。金屬化合物型的鍍膜材料有：SiO2

、Ti3O5

、SnO2

、MgF2

、ZnS等。在眾多鍍膜材料中，以鋁材的應(yīng)用最多，這是因為鋁在真空條件下，蒸發(fā)濕度較低，易操作。鋁鍍膜層對塑料的附著力強，富有金屬光澤；鋁鍍膜層還能夠遮蔽紫外線，對氣體阻隔性也很好。另外，高純度的鋁價格比較便宜，這是其他鍍膜材料所不及的。鋁的反射率高，厚度40nm鋁鍍膜層的反射率達90%。第14頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五七、基材適鍍性特征

真空鍍膜雖然適合的基材種類很多，但仍以塑料或其他高分子材料基材為主，原則上，絕大多數(shù)的聚合物材料都可用于真空鍍膜。因聚合物材料的本身的品種較多，性能相差較大，對真空鍍膜的適應(yīng)性也可能不同。作為真空鍍膜的塑料基材，其最基本的性能應(yīng)包括附著性能、真空放氣量和耐熱性等幾方面指標。第15頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五

被鍍塑料基材應(yīng)與真空鍍膜材料有良好的附著結(jié)合強度，塑料與金屬鍍層的結(jié)合強度和塑料本身的極性等結(jié)構(gòu)因素密切相關(guān)。一般認為聚酯類材料和鍍鋁膜層的結(jié)合力最強，在保證表面潔凈的條件下可以直接進行真空鍍膜，如大規(guī)模生產(chǎn)的PET真空鍍膜。鋁鍍膜層PP、PE、等弱極性基材的附著力差，PC和硬質(zhì)PVC則介乎其間。附著力第16頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五八、塑料真空鍍膜常見問題分析

真空鍍膜技術(shù)是一個多學(xué)科綜合的產(chǎn)物，其工藝過程也必然涉及多方面的技術(shù)知識，生產(chǎn)上出現(xiàn)的技術(shù)問題也非單純的涂料技術(shù)可以解決的，需進行多學(xué)科的綜合分析。首先，塑料基材的質(zhì)量要合乎真空鍍膜的要求，基材成型加工不當時，容易出現(xiàn)各種缺陷，直接或間接影響真空鍍膜質(zhì)量。第17頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五問題及現(xiàn)象可能原因改進措施真空鍍膜有黯淡的雜色，出現(xiàn)藍色、黃色或黑色基材放氣選用放氣量小的基材，或?qū)倪M行真空加熱預(yù)處理基材離蒸發(fā)源太近調(diào)整距離真空系統(tǒng)泄漏，可能進入太多氧氣檢修真空泵抽氣能力低維修真空泵，或換泵油蒸發(fā)源或陰極損壞更換蒸發(fā)源或陰極鍍膜時真空鍍較低待真空度達到要求后再鍍膜真空度過高，夾具和基材放氣適當降低真空度底涂層放氣調(diào)整涂料固化工藝或涂料配方夾具、掛籠或卷繞機有積垢，或殘存的洗滌劑徹底清洗并干燥蒸發(fā)速率太低加大蒸發(fā)速率鍍膜龜裂呈鱗片狀鍍膜太厚調(diào)整鍍膜厚度鍍膜收縮率與底漆相差太大，或底漆固化不好調(diào)整光固化工藝或調(diào)整配方第18頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五問題及現(xiàn)象可能原因改進措施

鍍鋁膜層光亮度不好基材表面有低密度區(qū)域更換基材牌號增加涂料固含量，增加涂層交聯(lián)密度兩道涂層或多道底涂蒸發(fā)速率低提高蒸發(fā)速率

底涂層部分脫落基材表面有油污清潔表面，或更換基材牌號手接觸過基材表面盡量不要手摸擴散泵返油采用加檔油裝置等措施鍍膜操作不好保證一定的真空度

鍍膜有污點或瑕疵底涂有污物或塵粒仔細過濾涂料鍍膜倉已臟清理鍍膜倉噴涂的空氣管路有污物清理或加裝過濾器噴涂車間空氣流過大找出原因塑料成型過程中有氣體逸出或表面麻點檢查模具、改進工藝，或直接更換材料第19頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五問題及現(xiàn)象可能原因改進措施

局部灼傷鋁液滴飛濺控制好預(yù)熔操作蒸發(fā)鍍膜時電流升高過快控制好電流升高速率蒸發(fā)鍍膜時功率過大掌握好蒸發(fā)功率卷繞鍍膜時薄膜基材松弛和冷卻輥接觸不好調(diào)節(jié)好張力，保證接觸良好

紋路薄膜基材厚度不均，使卷繞張力不平衡更換厚度均勻的牌號濕暈，泛白外觀溶劑全部揮發(fā)完之前水汽凝露調(diào)低溶劑揮發(fā)速率噴涂管路內(nèi)有水分清理、干燥管路涂裝現(xiàn)場濕度過高除濕干燥，或添加慢揮發(fā)溶劑配方含有較多吸濕性組分替換吸濕性組分，或添加慢揮發(fā)溶劑第20頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五問題及現(xiàn)象可能原因改進措施彩虹，底漆菱形扭曲底漆下層固化不好，漆膜層相對移動，或面漆溫度太高，或鍍膜太薄檢查相關(guān)工藝過程漆膜呈星形“咬底”涂料組分或溶劑滲入基材或底漆檢查底層固化固化情況和底漆溶劑第21頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五問題現(xiàn)象描述可能原因解決措施涂層濕膜留置閃干時間固化不足涂層白化，層間附著力下降涂層表面不干層間附著力差，深指紋印不良溶劑包埋于固化膜內(nèi)固化受阻輻照能量不足調(diào)整留置閃干時間和溫度（60℃±5℃）膜厚工作倉溫度鍍膜太厚，易龜裂鍍膜太薄，易現(xiàn)彩虹塑料基材變形熔融鍍膜厚度不合適過度受熱檢查固化面輻照能量強度檢查紫外燈效率檢查固化工藝過程確定合適鍍膜厚度紫外光源進行充分風(fēng)冷固化后黃變檢測光源輻照強度，與參考輻照強度范圍比較參考強度范圍：6~9J/cm2被鍍件離燈太近過度輻照引起黃變，通常在24H內(nèi)黃色褪去調(diào)整燈距降低總輻照劑量，提高履帶機走速，關(guān)閉部分光管，拉遠燈距霜化外觀涂層可輕易刮去固化不均勻輻照固化前適當烘烤降低留置閃干烘烤溫度調(diào)整紫外燈管排布，濕物物件均勻固化，避免局部過熱光固化真空鍍膜涂料應(yīng)用常見工藝問題及解決方案第22頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五

化學(xué)鍍又稱水電鍍，也可稱為濕鍍。一般用此方法鍍膜，成本高，膜厚不均勻，厚度難于控制，而且會產(chǎn)生大量的廢液而造成公害。八、真空鍍膜與化學(xué)鍍的區(qū)別：第23頁，共27頁，2022年，5月20日，13點36分，星期五

①一般用此方法鍍膜不易受污染，可獲得純度高、致密性好、厚度均勻的膜層，對空氣環(huán)境不會產(chǎn)生污染。②真空鍍膜材料和基體材料有廣泛的選擇性，可以制備各種不同的功能性膜層（如玻璃、陶瓷