PVD-Physical Vapor Deposition代表物理气相沉积。将固体靶材在真空环境中蒸发，并作为纯材料或合金成分沉积在基材上。

由于该工艺将涂层材料作为单个原子或分子水平转移，因此它可以提供非常纯净和高性能的涂层，对于许多应用而言，这比使用其他工艺更好。PVD纳米涂层广泛用于刀工具、模具、精密零件、微芯片、半导体器件、耐用保护膜、光学透镜、太阳能电池板和许多医疗设备，成为其核心表面处理技术。

1. PVD涂层的技术特性

• 高硬度
  越硬的东西通常越耐磨。我们来看一组数据：
  A. 镍层厚度0.005μm硬度-约180HV
  B. 含磷化学镀镍硬度-约300HV
  C. 铝基体硬度-约100HV；阳极氧化膜硬度-约300HV，氧化硬质膜-约500HV
  D. 湿硬铬电镀硬度-约800HV
  E. PVD工具镀硬质涂层——1600HV-8000HV
• 高附着力
  （在基材不损坏的前提下）PVD涂层可以弯曲90度以上而不开裂或剥落（PVD涂层具有高附着力和耐用性）。其他技术，包括电镀和喷涂，无法与之相比。
  PVD结合力国家标准：JB/T8554-1997划痕试验法，HF3为出厂合格标准，纳狮涂层基本都为HF1级
• 高亮外观
  镀膜颜色多样，色泽均匀，表面细腻光滑，富有金属光泽，化学惰性极难褪色
• 耐用
  高耐磨，耐刮擦、耐刮擦、耐脱落和耐开裂。化学性能稳定——耐腐蚀、耐酸、抗氧化。在阳光、湿度等恶劣环境下不变色、脱落、损坏等，性能稳定。良好的清洁效果——容易去除油漆和笔迹，不留痕迹。
• 适用性广
  大多数金属硬质材料，要求真空无挥发析出
• 满足环境要求
  消耗电源将靶材元素转移到基材上，虽然生产过程有废气排放，需要后期过滤，但基本属于绿色制造范畴，对人体和生态环境无害。除褪钛和工件清洗，基本不破坏环境。很多清洗液已经达到环保要求。没有六价铬，达到食品接触、和医用要求。

2. PVD涂层功能

• 纳米级、微米级膜厚
• 高硬度，几千HV的表面硬度
• 如低摩擦系数，最低0.01
• 高耐腐蚀性
• 抗粘黏
• 疏水、亲水；疏油
• 对基材有很强的附着力
• 微动阻力
• 粘着耐磨性
• 干磨损条件下的自润滑
• 高致密性，优异的隔离阻断
• 不改变基材的表面粗糙度
• 各种光学性能
• 绝缘、导电、防静电性能
• 磁性
• 高纯元素成分
• 耐高温、热障
• 无害可以食品接触及医用

PVD涂层工艺产生了我们这个时代最坚韧、最辉煌、最前沿的技术，从微芯片到太阳能电池板，从刀具加工的工具镀到手表手机的装饰镀，其所有好处中，最重要的莫过于PVD涂层的使用不会产生有毒残留物或副产品，从而破坏地球环境；并且按需定制基材的表面属性。

3. 如何制备PVD纳米涂层

溅射和热蒸发是两种最常见的物理气相沉积涂层工艺。在此基础上衍生了其它改善或复合工艺。离子溅射，是在高真空环境下用高能电荷轰击被称为靶材的涂层原材料，使其“溅射”出沉积在基材上的原子或分子。热蒸发，是在高真空环境中将涂层靶材提升至沸点，导致蒸汽流在真空室中上升，然后在基材上冷凝。

无论具体的应用过程是溅射还是热蒸发，这两种物理气相沉积过程基本上都是高真空技术，这一过程通常需要升温40到600摄氏度之间，在压力接近外层空间10-2到10-6托（102到104毫巴）的高真空室中进行。因此PVD纳米涂层，又称为纳米真空镀膜。

而作为工具镀的PVD工艺，为提升结合力需要高温，因此工具镀通常仅限于不易挥发的金属基材。

先对要涂层的工件，进行抛光去毛刺、超声波除油除腊清洗、遮蔽等预处理，然后将要涂覆的工件固定在挂具中，并放置在真空沉积室中。根据所使用的涂层材料、基材和工艺要求，腔室被泵送至最佳压力，待涂层的工件通常被预热和等离子清洗刻蚀。

为了获得通常只有几个原子或分子厚的均匀薄膜涂层厚度，需要涂层的零件通常以均匀的速度在多个轴上旋转，或放置在经过沉积材料等离子体流的传送带上。单层或多层涂层可在同一沉积周期内涂覆。

4. 为什么超薄的PVD涂层耐磨、耐腐蚀？

PVD技术，能在原子水平上涂覆涂层，可以控制薄膜的结构、密度和材料的化学成分。使用不同的涂层材料种类，我们可以开发出不同PVD涂层的特定属性，如硬度、润滑性、附着力等。这些涂层可以减少摩擦，并提供保护基材的致密屏障。

5. PVD为基材提供长寿命的外观金属质感

PVD纳米涂层材料和化合物，大多数为化学惰性，使其能够用于各种不褪色的金属感装饰饰面。PVD镀金或镀银涂层可以产生亮丽的表面，使手表具有高度的抗刮擦性，而刮擦会导致弹性较差的过程磨损。以镀钛（TiN）为例，高达2000HV的表面硬度，远高于几倍模具钢的硬度足以应对各类日常磨损。

氮化钛和类似的涂层提供了漂亮的表面，也非常耐腐蚀和磨损。这使其广泛用于家庭用品，如门把手、管道固定装置和船用固定装置。

高硬超薄的PVD涂层，也是工具、刀具、钻头等核心表处理工艺。它生产的涂层具有优异的硬度、耐用性、耐红热性、耐磨性和低摩擦。

6. PVD涂层可以做医用么？

PVD物理气相沉积工艺是一种环保工艺，可以部分替代高污染的“电镀”技术，它可以大大减少使用、管理和处置的有毒物质的数量，以达到相同的效果。由于PVD物理气相沉积能够生产出极其纯净且对人体无害、清洁和耐用的涂层，因此它是外科和医用植入物行业的首选技术。

纳狮提供医用设备PVD纳米涂层打样，欢迎咨询。

7. 什么是PVD涂层的靶材和基材？

将被溅射或蒸发的涂层材料被称为“目标”或“靶材”。根据涂层种类的不同，靶材包括金属、合金、陶瓷成分，由于在真空环境中，几乎可以镀元素周期表中的任何元素。

8. 常见PVD涂层种类

如碳化物、氮化物、硅化物和硼化物，用于特殊应用。每一种都有针对特定性能要求定制的特殊品质。例如，石墨和钛通常用于高性能航空航天和汽车部件，其中摩擦和温度是关键的成功因素。

9. 为什么PVD使用氩气？

氩是一种惰性气体，这意味着它不能与其他原子或化合物发生化学结合。这确保了涂层材料在沉积到基材上之前进入真空室中的气相时保持纯净。电离氩离子，可以产生更大的动能提升结合力。

此外，可以将氮、氧或乙炔等活性气体引入真空沉积室，以产生化合物，从而在沉积时在涂层和基材之间形成非常牢固的结合。尽管薄膜沉积的厚度可以是几埃到许多微米，但它们形成了一种极易粘附的涂层，在许多应用中表现良好，如装饰饰面、电气和其他功能涂层。应用是无限的！

10. 常用PVD涂层的选择