微弧氧化和磁控溅射技术简介
作者:admin   加入日期:2009-07-22  浏览次数:3579

 

    微弧氧化技术是将铝、镁合金制品做阳极,不锈钢做阴极,置于脉冲电场环境的电解液中,使制品表面产生微弧放电而生成一层与基体以冶金方式结合的氧化铝或氧化镁陶瓷层。微弧氧化原理上仅消耗溶液中的氧,电解液中无环保型限制元素加入且可长期循环使用,被誉为清洁处理。

采用微弧氧化技术制备的陶瓷层,可大幅度提高铝、镁等轻金属的表面抗腐、耐磨性能,同时,由于陶瓷层表面存在大量均匀分布的微米级盲性微孔,使该技术可作为前处理工艺制备复合膜层,进一步增强铝、镁等金属的表面性能,扩大其应用空间。

西安理工大学材料科学与工程学院微弧氧化实验室从制约该技术产业化应用的实际出发,以降低处理能耗和提高生产效率等技术瓶颈为突破口,在“十五”国家科技攻关计划项目和“十一五”国家科技支撑计划项目等支持下,研发出了不断升级的微弧氧化设备(图1)及配套的生产工艺,使处理能耗由当前10A/dm2以上降低至1 A/dm2以下,一次最大处理面积可达4 m2彻底消除了企业界对引进微弧氧化设备在处理成本和生产效率上的顾虑,此技术先后被东风汽车公司、富士康集团等众多知名企业所采用,实现成果推广40余台套,西安理工大学2005年度更以“铝、镁合金微弧氧化处理设备和工艺技术研究开发”为题获得国家科技进步二等奖。

于高真空状态下,受电场作用而离化的Ar等惰性气体形成等离子体并轰击靶材致使靶材原子发生溅射,溅射粒子在电、磁场的交互作用下输运至基片表面沉积成膜的现象即为磁控溅射离子镀技术。采用此技术制备的镀层因具有沉积速率高、基片温度低、结合强度高、可重复性好等优点使其在材料制备领域得到了广泛的应用。

磁控溅射离子镀设备(图2)由真空溅射和电源控制两大系统组成,可灵活选用的四或六个磁控靶材与两路反应气体组合可实现多种金属及化合物薄膜的制备,三轴旋转系统保证了镀层的均匀性,是各种精密制品理想的表面改性装备。

 

基于磁控溅射离子镀技术开发的纳米氮化物系列超高硬度镀层、碳基非晶自润滑镀层、硫化钼基低摩擦系数镀层等在机械行业得到了广泛的应用;研发中的Si薄膜、ITO薄膜等作为光电材料、功能材料在电子工业、新能源领域已显现出巨大的应用前景。 

西安理工大学材料科学与工程学院网址:http://clxy.xaut.edu.cn/