《真空鍍膜知識培訓(xùn)》PPT課件.ppt

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1、真空鍍膜知識培訓(xùn) 富 森 鈦 金 設(shè) 備 迪 通 恒 業(yè) 科 技 聯(lián) 合 出 品 什 么 是 真 空 ？ 四、真空鍍膜分為哪幾種： 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(dá) 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)

2、 。 稱 為 電 子 槍 真 空 鍍 。 通 常 也 稱之 為 光 學(xué) 鍍 膜 。 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 。 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 真 空 蒸 發(fā) 鍍 膜 法 就 是 在 1.3 10-2 1.3 10-3pa(10-410-5Torr)的 真 空 中 以 電 阻 加 熱 鍍 膜 材 料

3、， 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 磁控濺射法 磁 控 濺 射 法 又 稱

4、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 。 蒸發(fā)法與磁控濺射法的比較 磁 控

5、 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

6、 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(yuǎn) 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 。 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

7、 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

8、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 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

9、連 續(xù) 性 好 于 銀 、 銅鍍 膜 層 ， 鍍 層 厚 度 達(dá) 到 0.9nm即 可 導(dǎo) 電 ， 達(dá) 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 ， 鎳 -鐵 ， 鐵 -鈷 ， 金 -銀 -金 等 。 金 屬 化 合 物

10、 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

11、鍍 膜 層 的 反 射 率 達(dá) 90%。 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(biāo) 。 被

12、 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(rèn)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(jìn) 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 。 八、塑料真空鍍膜常見問題分析 真 空 鍍

13、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(jìn) 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(dāng) 時 ， 容 易 出 現(xiàn) 各種 缺 陷 ， 直 接 或 間 接 影 響 真 空 鍍 膜 質(zhì) 量 。 問 題 及 現(xiàn) 象 可 能 原 因 改 進(jìn) 措 施真 空 鍍 膜 有 黯淡 的 雜 色 ， 出現(xiàn) 藍(lán) 色 、 黃

14、 色或 黑 色 基 材 放 氣 選 用 放 氣 量 小 的 基 材 ， 或?qū)?基 材 進(jìn) 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(jìn) 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(dá) 到 要 求 后 再 鍍膜真 空 度 過 高 ， 夾 具 和 基 材 放 氣 適 當(dāng) 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

15、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 問 題 及 現(xiàn) 象 可 能 原 因 改 進(jìn) 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

16、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(xì) 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

17、 查 模 具 、 改 進(jìn) 工 藝 ， 或 直接 更 換 材 料 問 題 及 現(xiàn) 象 可 能 原 因 改 進(jìn) 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)

18、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 問 題 及 現(xiàn) 象 可 能 原 因 改 進(jìn) 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

19、入 基 材 或 底漆 檢 查 底 層 固 化 固 化 情 況 和 底漆 溶 劑 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

20、 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(jìn) 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 ： 69J/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(yuǎn) 燈 距霜 化 外 觀 涂 層 可 輕 易 刮 去 固 化 不 均 勻輻 照 固 化

21、前 適 當(dāng) 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 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 。 1、 設(shè) 備 停 用 時 ， 鍍 膜 室 要 保 持 真 空 狀 態(tài) ， 減 少 內(nèi) 表 面 內(nèi) 氣 體 的 吸 附 ， 防 止 氧 化 。 2、 冷 卻 水 通 暢 下 才 能 對 擴 散 泵 進(jìn) 行 加 熱 ， 未 經(jīng) 充 分 冷 卻 的 泵 不 得 與 大 氣 接 觸 ， 防 止 氧 化 。特別注意 3、 要 保 證 機 器 內(nèi) 擴 散 泵 和 機 械 泵 的 油 定 期 檢 查 和 更 換 。4、 設(shè) 備 運 行 中 遇 有 停 電 或 其 它 事 故 發(fā) 生 ， 須 先 停 擴 散 泵 ， 關(guān) 精 抽 閥 ， 前 置 閥 和 真 空 計 。5、 產(chǎn) 品 做 完 下 班 后 ， 關(guān) 了 擴 散 泵 后 須 待 溫 度 降 低 至 60 后 才 能 關(guān) 維 持 泵 。 謝 謝 富 森 鈦 金 設(shè) 備 迪 通 恒 業(yè) 科 技 聯(lián) 合 出 品