Na vida diária, a tela do telemóvel recém-limpada é imediatamente coberta por impressões digitais, a torneira de aço inoxidável recém-comprada é propensa a manchas de água e resíduos de óleo,e a lente dos óculos é muitas vezes turva por graxa - todos estes problemas provêm da adsorção das superfícies dos objetos por impressões digitais e manchas de óleoO surgimento da tecnologia de filme anti-impressão digital de revestimento físico por deposição a vácuo (PVD) permitiu "não deixar vestígios na ponta dos dedos" com um filme ultrafino mas altamente eficaz.Ele também possui vantagens como resistência ao desgaste, resistência à corrosão e respeitosidade do ambiente, tornando-a a tecnologia central para a protecção de superfícies de produtos de ponta.Vamos juntos descobrir o mistério do filme anti-impressão digital PVD e explorar como ele usa a tecnologia para remodelar nossas experiências de vida..
O filme anti-impressão digital PVD é um filme funcional depositado na superfície do substrato através da tecnologia de revestimento físico a vácuo.carbono semelhante a diamante (DLC)A espessura é de apenas 50 a 200 nanómetros (equivalente a um milésimo do diâmetro de um fio de cabelo).Ao contrário dos filmes anti-impressões digitais tradicionais de revestimento, não simplesmente "cobre" a superfície, mas alcança uma ligação forte entre os átomos da camada do filme e os átomos do substrato através da deposição em fase gasosa, possuindo maior adesão e durabilidade.É uma integração perfeita da ciência dos materiais e da tecnologia do vácuo..
I. A essência dos resíduos de impressões digitais: Por que as superfícies comuns são propensas a impressões digitais?
As "impressões digitais" deixadas nas pontas dos dedos são uma mistura de secreções da pele, tais como óleo, suor e uma pequena quantidade de poeira.Do ponto de vista físico e químico, a chave para o resíduo de impressão digital é a "diferença de energia superficial" - as superfícies de objetos comuns (vidro, metal, plástico) têm uma energia superficial mais elevada,enquanto o óleo de impressão digital é uma substância de baixa energia superficialDe acordo com o princípio "como se dissolve como", o óleo se espalha e adere facilmente na superfície de energia de superfície elevada, formando uma película de óleo que é difícil de limpar.
Além disso, mesmo superfícies aparentemente lisas apresentam ondulações em nanoescala sob um microscópio, que servem como esconderijos para óleos, aumentando assim a dificuldade de remoção de resíduos.O núcleo do revestimento anti-impressões digitais PVD reside em abordar este problema em sua raiz, "reduzindo a energia da superfície" e "otimizando a microestrutura".
II. Princípio básico do revestimento anti-impressão digital PVD: como conseguir "sem vestígios nas pontas dos dedos"?
O efeito anti-impressões digitais da película anti-impressões digitais PVD é alcançado através da sinergia do seu design de baixa energia superficial e das estruturas hidrofóbicas e oleófobas microscópicas,resultando numa característica de superfície semelhante ao "efeito da folha de lótus".
Projeto de baixa energia superficial: fazendo com que a graxa "não queira aderir"
A energia superficial do óleo de impressão digital é de aproximadamente 30 a 40 mN/m (millinewtons/metro).O projeto principal do filme anti-impressão digital PVD é reduzir a energia superficial do objeto para menos de 25 mN/mNeste ponto, o óleo de baixa energia superficial perde a sua capacidade de disseminação e não pode formar uma película de óleo uniforme.
Para alcançar esta característica, as camadas de revestimento usam principalmente compostos que contêm flúor ou materiais de carbono semelhantes a diamantes (DLC).e os compostos que contêm flúor têm estruturas moleculares estáveis e atividade superficial extremamente baixaO revestimento DLC é composto por átomos de carbono híbridos sp3 e sp2, e tem inerentemente baixa energia superficial.
2Estrutura hidrofóbica e oleofóbica microscópica: impede que o óleo encontre um esconderijo
A superfície do revestimento anti-impressão digital PVD não é completamente lisa.estruturas côncavas e convexas em nanoescala variando de várias dezenas a várias centenas de nanômetros podem ser formadasEstas estruturas permitem que o ar preencha as lacunas. Quando as gotas de óleo ou água entram em contacto, o que está realmente em contacto é a estrutura composta de "camada de filme + ar".que reduz significativamente a área de contacto e aumenta o efeito de repelência de óleo e águaNeste momento, o ângulo de contacto entre as gotas de água e as gotas de óleo na superfície é superior a 110°, o que torna menos provável a adesão e mais fácil o rolamento.Realmente alcançar "limpeza fácil e sem resíduos".
III. Principal processo de produção do filme anti-impressão digital PVD: "deposição a nível atómico num ambiente de vácuo"
O desempenho do revestimento anti-impressão digital PVD depende da precisão do processo de preparação.Os produtos de gama alta podem adoptar deposição composta de várias camadas para se adaptarem a diferentes substratos e cenários.
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Processo de pulverização por magneto: A escolha principal, equilibrando a uniformidade e a adesão
A pulverização magnética é o processo mais utilizado.O campo magnético controla o bombardeio de elétrons do material alvo para gerar deposição de partículas a nível atômico e formar um filme".O processo é efectuado em quatro fases: primeiro, preparação a vácuo, colocação do substrato limpo na câmara e evacuação a um vácuo elevado de 10-3 a 10-4 Pa para reduzir a interferência do ar; segundo, preparação a vácuo, colocação do substrato limpo na câmara e evacuação a um vácuo elevado de 10-3 a 10-4 Pa para reduzir a interferência do ar.Introdução do gás argônio, que é ionizado e usado como "partículas de bombardeio"; em terceiro lugar, pulverização de alvo, a fonte de alimentação forma um forte campo elétrico,e o campo magnético controla os elétrons para bombardear o alvo contendo flúor ou metal, gerando um fluxo de partículas de alta energia; quarto, deposição de filme, o fluxo de partículas é uniformemente depositado sob a orientação do campo elétrico,com uma espessura de película controlada entre 50 e 200 nanómetros.
Este processo apresenta vantagens notáveis: a camada de filme é de elevada uniformidade, capaz de cobrir grandes superfícies ou substratos curvos, com um desvio de espessura não superior a ± 5%;Tem uma forte adesão, e não foi observado descascamento após testes com grelha e fita; tem uma forte compatibilidade, é adequado para vários substratos e é adequado para produção em massa.
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Processo de revestimento por íons de arco: uma opção de primeira linha que combina resistência à impressão digital e alta dureza
Para produtos como a carcaça de telemóveis e o invólucro de relógios que precisam de evitar impressões digitais e, ao mesmo tempo, ter uma elevada resistência ao desgaste,O revestimento por íons de arco é frequentemente usado para preparar filmes anti-impressões digitais DLCO princípio central é que "a descarga de arco gera alta temperatura, ioniza o material alvo em íons de alta energia e se deposita numa camada de filme densa".A taxa de ionização do material alvo atinge 60% a 80%, e a camada de filme tem uma dureza mais elevada (HV1500 a 3000).e uma pequena quantidade de gás flúor pode aumentar o efeito anti-impressão digitalNo entanto, a desvantagem é que o custo do equipamento é elevado e que é necessário polir posteriormente para melhorar a suavidade.
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Processo de deposição multicamadas compostas: sinergia multifuncional
Os produtos de gama alta adotam frequentemente estruturas compostas de várias camadas, como "filme anti-reflexo + filme cerâmico resistente ao desgaste + filme de fluorocarbonetos resistente a impressões digitais" para a tela dos telefones celulares,que combina uma elevada transmissão luminosa, resistência a arranhões e propriedades anti-impressões digitais; "filme de base de cromo + filme funcional de cromo fluorado" para hardware de aço inoxidável, que aumenta a resistência à adesão e à corrosão.Este processo requer um controle preciso da espessura e composição de cada camada, e os requisitos técnicos são extremamente elevados.
IV. Principais vantagens do revestimento anti-impressões digitais PVD: por que substituir as tecnologias tradicionais?
Os revestimentos anti-impressões digitais tradicionais de pulverização e imersão apresentam desvantagens, tais como fraca adesão, fácil descolagem e poluição ambiental.Os revestimentos PVD anti-impressão digital tornaram-se comuns devido às suas cinco principais vantagens:
- Forte adesão e longa vida útil
- Resistente ao desgaste e à corrosão, proporcionando uma protecção completa
- Amigável ao ambiente e livre de poluição
- Ampla aplicabilidade e forte compatibilidade
- Alta transmissão luminosa sem afectar a funcionalidade
V. Cenários de aplicação típicos da película anti-impressões digitais PVD: penetração em todos os aspectos da vida
Com o seu desempenho abrangente, o revestimento anti-impressão digital PVD é amplamente utilizado em vários campos de ponta:
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Indústria de electrónica de consumo: aplicações essenciais
Esta tecnologia é aplicada ao quadro, à capa traseira, ao módulo da câmara, à tela dos telemóveis, à carcaça dos portáteis, aos relógios inteligentes, etc.Os telefones celulares de alta qualidade usam filmes anti-impressão digital PVD para manter o corpo limpo, reduz os arranhões e melhora a textura.
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Indústria de óculos: melhorar a experiência de uso
O revestimento anti-impressões digitais nas lentes reduz a adesão da gordura e melhora a clareza da visão;O revestimento anti-impressões digitais nas estruturas metálicas impede a corrosão pelo suor e mantém o brilho, satisfazendo as exigências de leveza das pessoas com miopia elevada.
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Indústria relojoeira: preservando a qualidade de ponta
As gavetas de relógios mecânicos de ponta são primeiro revestidas com películas decorativas e, em seguida, são adicionadas películas anti-impressões digitais adicionais para equilibrar a estética e a proteção;após revestimento para relógios de mergulho, a sua resistência à corrosão pela água do mar é reforçada.
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Indústria de equipamentos de cozinha e banheiro: fácil de limpar e resistente à umidade
Após serem revestidas, as torneiras, os cabeçotes de chuveiro, as fechaduras das portas, etc., podem eliminar automaticamente as manchas de água e os resíduos de óleo.São resistentes à corrosão de agentes de limpeza e permanecem brilhantes e limpos por muito tempoSão a escolha preferida por marcas de luxo como a Kohler e a TOTO.
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Indústrias dos automóveis e dos dispositivos médicos
Após a instalação dos botões interiores do veículo, do painel de controlo central e do revestimento do vidro da janela, a aparência é melhorada e a segurança de condução é melhorada;Os instrumentos cirúrgicos revestidos com uma película reduzem a adesão do sangue, facilitando a desinfecção; as juntas artificiais revestidas com uma película aumentam a biocompatibilidade e a resistência ao desgaste.
VI. Tendências tecnológicas e manutenção da utilização
O futuro revestimento anti-impressões digitais PVD irá desenvolver-se em três direcções principais: em primeiro lugar, integração funcional, conseguindo a integração de múltiplas funções, tais como "anti-impressões digitais",antibacteriano, e anti-nevoeiro"; em segundo lugar, processamento preciso, melhorando a uniformidade da camada de revestimento e reduzindo os custos de produção; em terceiro lugar, materiais verdes,Desenvolvimento de materiais não fluorados respeitadores do ambiente para satisfazer os requisitos do desenvolvimento sustentável.
Durante a utilização diária, é necessário evitar que objetos afiados coçam, limpar suavemente, manter-se longe de ambientes de alta temperatura,e limpar regularmente a fim de prolongar a vida útil da camada de filme.
Conclusão: O poder tecnológico dos filmes microscópicos
Desde o ecrã de um telemóvel até o hardware da cozinha e do banheiro, o filme anti-impressão digital PVD, com o seu filme de nível nanométrico, muda a experiência de vida.Por trás disto está a integração e inovação de múltiplas disciplinasCom as iterações tecnológicas, irá conseguir uma integração mais funcional e ter uma gama mais ampla de aplicações, tornando comum "sem vestígios nas pontas dos dedos e sem preocupações com a limpeza",Sublinhando o valor fundamental da tecnologia ao serviço da vida - aumentando a felicidade e a conveniência da vida até nas mínimas.
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