過濾陰極真空電弧離子鍍膜在工程中的應(yīng)用

很多用戶在用電弧離子鍍膜機(jī)，但是很少有人了解過濾陰極真空電弧離子鍍膜技術(shù)在工程中的應(yīng)用，下面簡單介紹了一點(diǎn)，如有疑問請！

        在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)栓盤磨損條件下，鍍非晶金剛石膜后，高速鋼的耐磨性提高106~319倍；不銹鋼的耐磨性提高480~3600倍。在這些基材上，雖然鍍膜很薄，但可極其有效地提高耐磨性。   2.6.非晶金剛石膜的耐候性   據(jù)用戶反映，一些單位鍍制的類金剛石膜放置三個(gè)月后有鍍層剝落、起皮現(xiàn)象，更擔(dān)心在長期紫外線照射下有結(jié)合力下降，結(jié)構(gòu)退化之虞。為此，我們對非晶金剛石膜進(jìn)行室外曝露試驗(yàn)，強(qiáng)紫外線照射試驗(yàn)和鹽水煮沸試驗(yàn)，以考核非晶金剛石膜的耐候性。   2.6.1.戶外曝露試驗(yàn)：   用5件手表玻片為基材，鍍30~40nm非晶金剛石膜，曝于戶外（西安地區(qū)），100天后，取回試件進(jìn)行檢測，在體視顯微鏡下，放大80倍觀測，未發(fā)現(xiàn)鼓泡，起皮剝落現(xiàn)象。經(jīng)作栓-盤磨損試驗(yàn)，其耐磨性與戶外暴露前相同，沒有明顯變化。   2.6.2.強(qiáng)紫外線照射試驗(yàn)   用載玻片作基材，鍍30~40nm非晶金剛石膜，置于3300W/m2的強(qiáng)紫外光下，照射240小時(shí)后，取出進(jìn)行測試。在80倍顯微鏡下觀測，未發(fā)現(xiàn)鼓泡，起皮剝落現(xiàn)象，而且其耐磨性與光照前無差別。   2.6.3.鹽水煮沸試驗(yàn)   用Φ40×15mm的Al-Si視窗玻璃3件作基材，鍍40~50nm非晶金剛石膜，在5%NaCl水溶液中煮沸4小時(shí)，然后取出空冷至室溫。經(jīng)2個(gè)煮沸-冷卻循環(huán)后，在顯微鏡下觀察，未發(fā)現(xiàn)鼓泡，起皮剝落現(xiàn)象。   以上試驗(yàn)表明，在玻璃基材上沉積非晶金剛石膜，具有非常優(yōu)異的耐候性能，鍍膜不變質(zhì)，有足夠的結(jié)合力。   2.7.非晶金剛石膜的耐蝕性能   2.7.1.鹽霧試驗(yàn)   用Cu/Ni/Au電鍍件為基材，其表面金層厚度為30~50nm，按ISO3768-76中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在FQY025鹽霧試驗(yàn)箱中進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)，介質(zhì)為5%NaCl水溶液，溫度為37℃，未鍍膜和鍍20~30nm非晶金剛石膜試片各5件。試驗(yàn)結(jié)果表明，鍍非晶金剛石膜試件，經(jīng)受120~240小時(shí)鹽霧試驗(yàn)后，試件表面無任何腐蝕斑點(diǎn)，金層色澤和試驗(yàn)前一樣，無任何改變。而未鍍膜件經(jīng)40~90小時(shí)后，則出現(xiàn)大量腐蝕斑點(diǎn)，無法擦除，或用抹布擦拭，金層即剝落。這些試驗(yàn)結(jié)果表明，即使只鍍20~30nm厚的非晶金剛石膜，亦可有效提高電鍍金件的耐蝕性能。   2.7.2.銀幣鍍非晶金剛石膜的耐硫化銨腐蝕試驗(yàn)   用Φ50mm，純度為99.9%的銀幣為基材，其上有文字和圖案，鍍覆50-60nm的非晶金剛石膜，按QJ458-88標(biāo)準(zhǔn)，用0.0006%（V/V）硫化銨溶液作腐蝕介質(zhì)，用滴液管在試件上滴一滴試驗(yàn)溶液，同時(shí)按動秒表，記下試件表面開始變成褐色或黑色的時(shí)間，以此耐腐蝕時(shí)間評價(jià)試件的耐蝕性。   試驗(yàn)結(jié)果表明，未鍍膜的銀幣，只經(jīng)70秒，即變淡褐色，90秒為褐色。而鍍非晶金剛石膜的銀幣，直至20分鐘，未發(fā)現(xiàn)有任何變色痕跡。這說明鍍非晶金剛石膜后，銀幣的耐蝕壽命至少提高16倍。而厚度為50-60nm的非晶金剛石膜卻未改變銀幣的白亮光澤，兼之鍍層有優(yōu)異的耐磨性。所以非晶金剛石膜是銀幣的優(yōu)異防護(hù)鍍層。   非晶金剛石膜是化學(xué)惰性的材料，在酸、堿、鹽等介質(zhì)中均不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)已為許多研究所證實(shí)。在鍍金件和銀幣上分別鍍20-30nm和50-60nm非晶金剛石膜，試件表現(xiàn)出優(yōu)異的耐鹽霧腐蝕和硫化銨腐蝕能力，說明鍍膜已消除針孔，能對基材起完整的保護(hù)作用。而鍍膜這一特性，是得益于FCVA技術(shù)。   2.8.非晶金剛石膜的透光性   用玻璃和蘇拿牌樹脂鏡片作基材，鍍20-25nm的非晶金剛石膜，在TOPCON CL-100型焦度計(jì)上測定可見光透光率Vis，測定結(jié)果示于表6（表中Vis.pre為鍍前透光率，Vis.coat為鍍后透光率）。結(jié)果表明，非晶金剛石膜在厚度為20-25nm范圍內(nèi)，對可見光是透明的，在玻璃和樹脂鏡片上，鍍膜后，透光率只降低2-4%。   Table6 transparency test（20-25nm）

Substrate	Glass	Polyester
No.	Vis.pre       Vis.coat	Vis.pre       Vis.coat
1	94%           91%	99%           95%
2	94%           91%	99%           97%
3	94%           92%	99%           95%
4	94%           91%	99%           96%
5	94%           91%	98%           94%

        用Schott Borofloat玻璃作基材，鍍120nm非晶金剛石膜，在美國PE公司λ19型分光光度計(jì)上測定透光率，測定結(jié)果示于圖4。試驗(yàn)表明，即使鍍膜厚度達(dá)120nm，外觀稍發(fā)褐色的鍍膜玻璃，在650nm波長下，其透光率仍可達(dá)72.5~74.5%，比未鍍玻璃（91.9%）降低17~19個(gè)百分點(diǎn)。從圖4可看出，鍍膜玻璃的透光率隨光波波長的增大而提高，依此外推，在紅外波段，其透光率會更好。一些研究亦已證明，這種非晶金剛石膜，在紅外波段，透光性更好，由于有抗反射作用，甚至有1~3%的增透效果[2]。非晶金剛石膜的光學(xué)特性與其耐磨性，耐候性相結(jié)合，可作為許多光學(xué)元件的優(yōu)良保護(hù)膜。   2.9.非晶金剛石膜的生物相容性[7]       生物相容性是指生命組織對非活性材料產(chǎn)生反應(yīng)的一種性能。良好的生物相容性是非晶金剛石膜應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的前提條件。為查明非晶金剛石膜的生物相容性，我們與第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院協(xié)作，開展了非晶金剛石膜生物相容性的實(shí)驗(yàn)研究。   2.9.1.細(xì)胞毒性試驗(yàn)       用純鈦?zhàn)骰?，分A、B、C組，分別鍍105、140、175nm非晶金剛石膜，D組不鍍膜，E組為陽極對照材料——純銅，遵照ISO10993-5和GB/T16886.5標(biāo)準(zhǔn)要求，采用四甲基偶氮唑鹽微量酶反應(yīng)比色法（MTT法），在樣片上進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，并測定細(xì)胞增殖率（RGR），然后將各組RGR轉(zhuǎn)化為0-5級材料毒性評級。試驗(yàn)結(jié)果列于表7和表8。結(jié)果顯示非晶金剛石膜的細(xì)胞毒性為0級，而且其細(xì)胞毒性略低于純鈦。   Table7    MTT measurement  （±s,n=5）

set	OD value
	3h	5h	7h
A	0.52±0.03***	0.74±0.04***	1.41±0.10***
B	0.54±0.06***	0.78±0.01***	1.30±0.04***
C	0.56±0.07***	1.22±0.10***	1.25±0.03***
D	0.45±0.01	0.74±0.02	1.07±0.09
E	0.22±0.01	0.28±0.05	0.47±0.05

***示材料OD值與陽性對照OD值有非常顯著性差異。   Table8 RGR and material toxicity class

set	3d		5d		7d
	RGR	toxicity	RGR	toxicity	RGR	toxicity
A	118.2	0	104.2	0	138.2	0
B	122.7	0	109.8	0	127.4	0
C	127.3	0	171.8	0	122.5	0
D	102.3	0	104.2	0	104.9	0
E	50.2	2	40.5	3	46.1	3

OD值：酶聯(lián)免疫檢測儀的光度值   P值：個(gè)體在超出總體95%可信區(qū)間以外的概率。