A tecnologia de revestimento iônico melhora significativamente a adesão e a densidade dos revestimentos, introduzindo bombardeio iônico de alta energia durante o processo de deposição de vapor. Entre eles, o revestimento iônico multiarco (também chamado de revestimento iônico de arco catódico) usa diretamente a descarga de arco a vácuo de cátodo frio para vaporizar e ionizar altamente simultaneamente o material de revestimento. Wang Fuzhen e outros estudiosos o definem como 'uma tecnologia de revestimento iônico que usa descarga de arco a vácuo de cátodo frio como fonte de evaporação e ionização'. Esta técnica atinge uma taxa de ionização de 70% a 90%, tornando-se uma das formas mais diretas e eficientes de obter plasma metálico de alta densidade atualmente.
O núcleo do revestimento iônico multiarco está na descarga de arco a vácuo de cátodo frio. A descarga não cobre toda a superfície do alvo do cátodo, mas está concentrada em vários pontos do cátodo, cada um com cerca de alguns mícrons a cem mícrons de diâmetro, em constante movimento. A densidade de corrente nesses pontos pode atingir 10⁵~10⁷ A/cm², e sob tal densidade de potência extrema, os pontos experimentam evaporação explosiva local instantânea, ionizando diretamente o material alvo sólido através de mecanismos como emissão de campo, formando um jato de plasma composto de íons metálicos de alta densidade, elétrons e partículas neutras. Esta conversão direta de sólido em plasma é o que define todas as características do processo desta técnica.
Com base no mecanismo acima, o revestimento iônico multiarco apresenta três vantagens notáveis:
1)Alta taxa de ionização e forte efeito de bombardeio:O material do filme tem a maior taxa de ionização, fornecendo condições físicas essenciais para a pseudodifusão e densificação da interface induzida pelo bombardeio de íons durante a formação do filme, o que torna a camada do filme extremamente adesiva.
2)Flexibilidade na disposição da fonte de evaporação:O alvo catódico em si é a fonte de evaporação, sem poça líquida fundida, portanto pode ser colocado em qualquer orientação espacial, aumentando muito a flexibilidade de posicionamento da fonte para peças grandes e de formato incomum.
3)"Fornecimento integrado de material-energia":A fonte de arco fornece ao mesmo tempo o material formador de filme e os íons de alta energia para bombardeio. O equipamento é compacto, a taxa de deposição é alta e é adequado para produção industrial em larga escala.
O revestimento iônico multiarco já formou um sistema de processo maduro:
1)Revestimentos duros para moldes industriais:A deposição de revestimentos de nitreto ou carbonitreto como TiN, TiAlN, CrN e AlCrN pode multiplicar a resistência ao desgaste e a resistência à oxidação em alta temperatura de ferramentas e moldes.
2)Revestimentos decorativos e protetores:Em áreas como ferragens arquitetônicas, louças sanitárias e relógios, o trabalho artesanal preciso é usado para obter TiN semelhante ao ouro, TiCN preto e outros acabamentos coloridos, combinando funções decorativas e resistentes à corrosão.
3)Outras expansões:Com o avanço da tecnologia de filtragem magnética, suas aplicações em revestimentos de alta qualidade para máquinas de precisão, uso biomédico e proteção contra altas temperaturas também estão se expandindo rapidamente.
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