鍍鉻是一種表面處理技術(shù)，指的是在金屬或塑料物體的表面沉積一薄層鉻。因其可賦予物體表面亮麗的光澤和優(yōu)異的耐腐蝕性，因此長期以來被廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件的裝飾。 最常見的鍍鉻技術(shù)是電鍍鉻。而電鍍鉻的制作過程中，會產(chǎn)生大量含有六價鉻的廢水和廢氣。六價鉻是一種強致癌物質(zhì)，已被世界衛(wèi)生組織列為1類致癌物，吸入可能致癌，長時間接觸可能對人體健康不可逆的危害傷害，對環(huán)境有持久危險性。因此，自2024年起，歐盟將全面禁止鍍鉻材料的使用，這一決定無疑給全球汽車行業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，為此，汽車制造業(yè)正積極探索更加環(huán)保、可持續(xù)替代的鍍鉻解決方案，其中真空鍍鉻技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢逐漸成為行業(yè)關(guān)注的焦點。 一、真空鍍鉻技術(shù)介紹與優(yōu)勢 真空鍍鉻技術(shù)，又稱物理氣相沉積（PVD）技術(shù)，是一種在真空環(huán)境下進行的表面處理技術(shù)。相比傳統(tǒng)電鍍工藝，真空鍍鉻技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢： 1.環(huán)?？沙掷m(xù) 無毒材料使用：真空鍍鉻過程中主要使用純鉻和惰性氣體（如氬氣），不涉及有毒的六價鉻化合物，從而減少了有害物質(zhì)的排放和工人健康風險。 廢棄物產(chǎn)生少：由于真空環(huán)境的精確控制，真空鍍鉻過程中產(chǎn)生的廢棄物極少，且易于處理，降低了對環(huán)境的污染。 能源效率高：真空鍍鉻技術(shù)采用高能離子轟擊靶材的方式，使鉻原子直接沉積在基材表面，減少了能源消耗和材料的浪費。

與傳統(tǒng)的真空蒸發(fā)鍍膜相比,濺射鍍膜有以下特點。 (1)濺射鍍膜是物理鍍膜方法,其基本原理是利用輝光放電產(chǎn)生的高速離子轟擊靶材表面,使靶材中的原子或分子逸出并沉積到被鍍工件的表面,形成薄膜。而真空蒸發(fā)鍍膜則利用電阻加熱法將靶材加熱至熔化,然后蒸發(fā)并沉積到被鍍工件的表面。 (2)濺射鍍膜的沉積粒子大多呈原子狀態(tài),被稱為濺射原子。而真空蒸發(fā)鍍膜則是通過加熱靶材使表面組分以原子團或離子形式被蒸發(fā)出來,然后沉降到基片表面形成薄膜。 (3)濺射鍍膜的粒子帶一定的動能,因此它們可以沿一定方向射向基體表面,并在基體表面形成鍍層。而真空蒸發(fā)鍍膜的蒸發(fā)粒子一般沒有這個特性。 (4)濺射鍍膜的膜層厚度可控性和重復性好。這是因為在濺射鍍膜過程中,可以通過控制入射離子的數(shù)量和能量以及濺射時間等參數(shù)來實現(xiàn)對膜層厚度的精確控制,同時,濺射鍍膜的工藝重復性好,使得批量生產(chǎn)的鍍膜產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠。 (5)濺射鍍膜可以用于難熔金屬和耐高溫的介質(zhì)材料,這是由于其加熱源并非簡單的電阻加熱,而是電子束加熱或激光加熱。大功率激光器的造價很高,目前只能在少數(shù)研究型實驗室中使用。 (6)濺射鍍膜的過程建立在輝光放電的基礎(chǔ)上,輝光放電的來源可以是直流輝光放電、熱陰極支持的輝光放電、射頻輝光放電或環(huán)狀磁場控制下的輝光放電。不同的濺射技術(shù)所采用的輝光放電方式有所不同。

蒸發(fā)加熱法主要采用飽和蒸汽加熱,通過加熱將水或其他溶劑蒸發(fā)成水蒸氣,達到濃縮溶液的目的。蒸發(fā)源是一種用于加熱膜材料進行氣化和蒸發(fā)的裝置,主要有電阻加熱、電子束加熱、感應(yīng)加熱、電弧加熱和激光加熱等多種形式。 電阻加熱式蒸發(fā)源 就蒸發(fā)源而言,電阻加熱蒸發(fā)源是應(yīng)用最廣泛的蒸發(fā)源。該蒸發(fā)源的加熱材料通常是高熔點金屬,如W、Mo、Ta、Nb或Ni、Ni-Cr合金。這些材料被加工成各種合適的形狀以承載待蒸發(fā)的膜材料。蒸發(fā)源的加熱方法為使用大電流通過蒸發(fā)源產(chǎn)生熱量,從而直接加熱和蒸發(fā)膜材料。 電阻加熱式蒸發(fā)源的特點、使用要求及選材 電阻加熱式蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)簡單,使用方便;能夠蒸發(fā)溫度小于1500℃的鋁、金、銀等金屬,也能蒸發(fā)某些硫化物、氟化物和氧化物;對蒸發(fā)源材料的自身熔點要求高,通常需要高于被蒸發(fā)的材料;要求蒸發(fā)源材料的飽和蒸汽壓要低,以便于蒸發(fā)過程中不會因為蒸氣壓過高而產(chǎn)生飛濺或?qū)е略O(shè)備損壞;要求蒸發(fā)源材料的化學性能穩(wěn)定,且具有良好的耐執(zhí)性,熱源變化時,功率密度變化較小;蒸發(fā)源對膜材料的“濕潤性”好有利于膜材的附著和生長。 加熱所用電阻材料的要求是:高熔點,蒸發(fā)源材料的熔點必須高干蒸發(fā)膜材的熔點,這樣才能避免蒸發(fā)源材料與膜材一起熔化;低的飽和蒸汽壓,電阻材料的飽和蒸汽壓要足夠低,以便于在蒸發(fā)過程中不影響真空度和膜層的污染;良好的導電性能,電阻材料需要具有良好的導電性能,以便于加熱蒸發(fā)過程可以順利進行;化學性能穩(wěn)定,加熱蒸發(fā)源后,要確保電阻材料不會與膜材發(fā)生化學反應(yīng),生成化合物。如W、Mo、Ta等這些材料具有高熔點、高強度、良好的導電性和耐腐蝕性等特點因此適合用于真空蒸發(fā)鍍膜工藝中的電阻加熱源。石墨和氮化硼合成導電陶瓷等材料具有高強度、高硬度和良好的導熱性,因此也常用于制作加熱元件和電極。這些材料的耐腐蝕性能也很好,適用于各種環(huán)境下的加熱和蒸發(fā)過程。對于某些特定的鍍膜工藝,這些材料可以作為蒸發(fā)源用于制備各種涂層和薄膜。

在光學領(lǐng)域,在光學玻璃或石英表面鍍一層或幾層不同物質(zhì)的薄膜后,可以得到高反射或無反射(即增透膜)或者有一定比例的反射或透射材料,也可以得到對某些波長吸收,而對其他波長透射的濾色片。 ①減反射膜,如照相機、幻燈機、投影儀、電影放映機、望遠鏡、瞄準鏡以及各種光學儀器透鏡和棱鏡上所鍍的單層MgF,薄膜和雙層或多層的由 Si02、Al203、Ti02,等薄膜組成的寬帶減反射膜。 ②反射膜,如大口徑天文望遠鏡、各類激光器以及新型建筑中的大窗鍍膜玻璃用到的高反射膜。 ③分光鏡和濾光片,如彩色擴印與放大設(shè)備中所用的紅、綠、藍三種原色濾光片上鍍的多層膜。 ④照明光源中所用的反熱鏡與冷光鏡膜。 ⑤建筑物、汽車、飛機上用的光控制膜、低反射膜,如 Cr、Ti 不銹鋼Ag、Ti02-Ag-Ti02,以及ITO 膜等。 ⑥激光唱片與光盤中的光存儲薄膜,如Fe81Ge15SO2,磁系半導體化合物膜，TeFeCo 非晶膜。 ⑦集成光學元件與光波導中所用的介質(zhì)膜、半導體膜。