Miks pärast vaakumkatmist värv tuhmub?

— Süstemaatiline analüüs kile struktuurist protsessi juhtimiseni

1. Mida tegelikult tähendab „värvi tuhmumine pärast katmist”?

Sissevaakumkatte tööstusVärvi tuhmumine ei ole pelgalt visuaalne värvimuutus. Tavaliselt avaldub see järgmiselt:

Järkjärguline värvi halvenemine või nihkumine aja jooksul

Värvi kõrvalekalle pärast niiskuse, termilise vanandamise või UV-kiirguse katseid

Kohalik värvimuutus, hallikas või metallilise läike kadu

Põhimõtteliselt ei ole värvi tuhmumise põhjuseks ebastabiilne värv ise, vaid kattekihi süsteemi struktuurilised, materjali- või protsessiga seotud vead.

2. Värvi tuhmumise peamised põhjused pärast vaakumkatmist
2.1 Ebapiisav kiletihedus, mis põhjustab oksüdeerumist või niiskuse sissetungimist

PVD aurustamise või magnetronpihustamise ajal võib ebapiisav sadestumisenergia või madal plasmatihedus põhjustada suure poorsusega sammasstruktuuri.

Sellised filmid on altid:

Hapniku ja niiskuse difusioon terade piiridel

Metallikihi oksüdeerumine või korrosioon

Optilise interferentsi tingimuste muutmine

See viib lõpuks värvi halvenemiseni või moonutusteni.

2.2 Kattematerjalide süsteemide vale valik

Erinevatel kattematerjalidel on oluliselt erinev keskkonnastabiilsus:

Puhtad metallkiled (nt Al, Cr) on ilma kaitsekihtideta väga vastuvõtlikud oksüdeerumisele.

Teatud värvilised metallid või sulamid on tundlikud niiske ja termilise keskkonna suhtes

Murdumisnäitaja triiv dielektrilistes kihtides põhjustab otseselt värvimuutust

Ilma korralikult disainitud metallkihi ja dielektrilise kaitsekihi struktuurita suureneb värvi tuhmumise oht oluliselt.

2.3 Ebapiisav kile paksuse kontroll ja interferentsi ebastabiilsus

Dekoratiivsed ja funktsionaalsed kattevärvid tekivad sageli optiliste interferentsiefektide tõttu, mis on äärmiselt tundlikud kile paksuse suhtes.

Sellised probleemid nagu:

Kvartskristallmonitori triiv või anduri vale paigutus

Sadestumiskiiruse kõikumised

Ebaühtlane substraadi pöörlemine või varjestus

võib põhjustada paksuse kõrvalekallet, mis omakorda viib värvivariatsioonini ja partii ebajärjekindluseni.

2.4 Ebapiisav adhesioon, mis põhjustab mikrodelaminatsiooni

Kui aluspinna puhastamine on ebapiisav või plasma eeltöötlus ja ioonaktiveerimine on ebapiisavad, võib kile ja aluspinna vaheline adhesioon olla nõrk.

Termilise tsükli, mehaanilise pinge või keskkonna vananemise korral võivad tekkida mikropraod või lokaalne kihistumine, mis makroskoopiliselt avaldub värvi tuhmumise või ebaühtlusena.

2.5 Tõhusa kaitsekihi disaini puudumine

Autode salongis, valgustuses või kõrge õhuniiskusega keskkondades on oluline, et:

Tihedad dielektrilised kaitsekihid, näiteks SiO₂ või SiNx

Sõrmejälgedevastased (AF) või kulumiskindlad pealiskihid

See paneb filmi otse keskkonnamõjudele alla, kiirendades vananemist ja värvi tuhmumist.

3. Värvi pleekimise vältimiseks mõeldud tehnilised lahendused
3.1 Sadestusenergia ja kile tiheduse suurendamine

Optimeerides:

Magnetroni pihustamise võimsustihedus

Ioon-assisteeritud sadestamise (IAD) parameetrid

Substraadi eelpinge ja temperatuur

Kile tihendamist saab oluliselt parandada, pärssides tõhusalt oksüdeerumist ja niiskuse sissetungimist.

3.2 Kattekihi disaini optimeerimine

Metallist peegeldavate kihtide ja mitmekihiliste dielektriliste kaitsestruktuuride kombineerimine tagab nii visuaalse jõudluse kui ka pikaajalise keskkonnastabiilsuse.

3.3 Suletud ahelaga paksuse jälgimise ja juhtimise rakendamine

Kvartskristallide jälgimissüsteemid koos suletud ahelaga juhtimisalgoritmidega tagavad suure paksuse korduvuse ja partiidevahelise ühtluse.

3.4 Pinna eeltöötluse ja liideste projekteerimise tugevdamine

Plasmapuhastus ja ioonpommituse aktiveerimine suurendavad katte ja aluspinna vahelist pindadevahelist sideme tugevust.

4. Kokkuvõte

Värvi tuhmumine pärast vaakumkatmist on harva põhjustatud ühe parameetri veast. See on süsteemi tasemel vigade tagajärg, mis hõlmavad materjali valikut, kattekihi konstruktsiooni ja protsessi juhtimist.
Ainult tervikliku inseneritöö abil on võimalik saavutada pikaajaline värvipüsivus ja masstootmise järjepidevus.

– Selle artikli avaldasvaakumkatmisseadmedtootja Zhenhua vaakum