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(jiǎn)單介紹了一點(diǎn)，如有疑問請(qǐng)！
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(zhǎng)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(duì)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(cè)，在體視顯微鏡下，放大80倍觀測(cè)，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(cè)試。在80倍顯微鏡下觀測(cè)，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(dòng)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(píng)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(huì)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(duì)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(cè)定可見光透光率Vis，測(cè)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(duì)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(guó)PE公司λ19型分光光度計(jì)上測(cè)定透光率，測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)的增大而提高，依此外推，在紅外波段，其透光率會(huì)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(duì)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)骰模諥、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(duì)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(cè)定細(xì)胞增殖率（RGR），然后將各組RGR轉(zhuǎn)化為0-5級(jí)材料毒性評(píng)級(jí)。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(jí)，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(duì)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(cè)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。
