PVD là viết tắt của Physical Vapor Deposition có nghĩa là sự bốc hơi lắng đọng vật lý. Đây là phương pháp phủ màu dựa vào các trạng thái của kim loại màu ở môi trường nhiệt độ cao trong môi trường chân không (10-2 đến 10-4 Torr) và thổi khí hiếm.
Công nghệ mạ PVD
PVD là công nghệ lắng đọng lớp phủ plasma, các vật liệu được hóa hơi trong điều kiện chân không để tạo ra lớp phủ mỏng, có màu sắc (tùy chỉnh) trên bề mặt sản phẩm.
Mạ PVD (Physical Vapor Deposition) – Bốc hơi lắng đọng vật lý, công nghệ này sẽ tạo ra lớp bảo vệ bề mặt kim loại giúp sản phẩm bền hơn và đẹp hơn, vừa đảm bảo chất lượng vừa an toàn, thân thiện với môi trường.
PVD sử dụng các nguyên tắc nhiệt động bằng cách tập trung các dạng năng lượng tập trung vào vật liệu tiền chất rắn. Vật liệu tiền chất rắn này trở nên phấn khích thông qua bắn phá năng lượng; Phương pháp phun xạ từ, laser, bay hơi Arc. Năng lượng làm cho các liên kết bị phá vỡ trong cấu trúc mạng tinh thể và các nguyên tử bị ion hóa khi chúng rời khỏi vật liệu tiền chất. Vật liệu bị ion hóa được giải phóng và được chuyển bằng Gradient áp lực đến nơi nó được lắng đọng dưới dạng một màng mỏng trên vật liệu nền.
Giai đoạn của mạ PVD
Công nghệ mạ PVD trải qua 4 giai đoạn chính là “bốc hơi, vận chuyển, phản ứng và lắng đọng“ với quy trình khép kín, đạt chuẩn chất lượng.
Giai đoạn 1: Bốc hơi kim loại (Evaporation)
Đây là bước mà kim loại chuyển từ thể rắn sang thể hơi. Ở giai đoạn này các nguyên tử kim loại điện cực sẽ tách rời khỏi điện cực do sự hội tụ năng lượng nguồn di chuyển trên bề mặt catot làm cho nó phá vỡ liên kết tinh thể, tan chảy và bốc hơi, những nguyên tử kim loại Ti (Titan), Zr, Cr…. va chạm với các điện tử và các ion khác hiện hữu trong môi trường plasma để trở thành những ion Ti+, Zr+, Cr+… và Ti++, Zr++, Cr++,...
Giai đoạn 2: Vận chuyển (Transportation)
Vận chuyển là quá trình các ion Ti+, Zr+, Cr+… và Ti++, Zr++, Cr++… dưới tác dụng của điện trường di chuyển thẳng tiến tới sản phẩm cần mạ.
Giai đoạn 3: Phản ứng (Reaction)
Quá trình các ion kim loại điện cực vận chuyển kết hợp với các ion của khí ,hỗn hợp khí tạo ra màu sắc lớp phủ. Tương ứng với các phản ứng tạo ra các hợp chất khác nhau cho ra các màu sắc khác nhau trong quá trình mạ PVD.
Giai đoạn 4: Lắng đọng (Deposition)
Quá trình lắng đọng các hợp chất kim loại – khí để tạo ra lớp phủ trên bề mặt sản phẩm.
Do tính chất bám phủ chắc chắn của các kim loại có độ cứng cao nên mạ PVD có ý nghĩa rất lớn trong các chi tiết quan trọng của máy móc, thiết bị.
Về cơ bản, lớp phủ PVD được hình thành như sau:
Đầu tiên, một vật liệu được bốc hơi bắt đầu từ một nguồn rắn (Ti, TiAl, Cr) bằng các phương pháp vật lý khác nhau như là một chức năng của kỹ thuật lắng đọng được sử dụng là bay hơi chùm điện tử hoặc điện hồ quang, xung điện) bằng cách bắn phá ion, v.v…
Không khí của buồng xử lý liên kết với độ chân không cao, trong đó có một phần áp suất của các khí được kiểm soát (chủ yếu là nitơ và argon). Kim loại bay hơi và khí phản ứng của buồng phản ứng ngưng tụ trên bề mặt của các thành phần được phủ.
Theo quy trình này, các lớp phủ PVD được biết đến nhiều nhất trong sử dụng công nghiệp điển hình là TiN, TiAlN, TiCN hoặc CrN.
Sản phẩm trước khi đưa vào lò mạ được lau chùi sạch sẽ, tẩy các vết bẩn, lau khô.
