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過濾陰極真空電弧離子鍍膜在工程中的應(yīng)用

時間:2011/5/10閱讀:3349
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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,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,如有疑問請!

        在實驗室標準栓盤磨損條件下,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行室外曝露試驗,強紫外線照射試驗和鹽水煮沸試驗,以考核非晶金剛石膜的耐候性。   2.6.1.戶外曝露試驗:   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,其耐磨性與戶外暴露前相同,沒有明顯變化。   2.6.2.強紫外線照射試驗   用載玻片作基材,鍍30~40nm非晶金剛石膜,置于3300W/m2的強紫外光下,照射240小時后,取出進行測試。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   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,然后取出空冷至室溫。經(jīng)2個煮沸-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   用Cu/Ni/Au電鍍件為基材,其表面金層厚度為30~50nm,按ISO3768-76中性鹽霧試驗標準,在FQY025鹽霧試驗箱中進行鹽霧試驗,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。試驗結(jié)果表明,鍍非晶金剛石膜試件,經(jīng)受120~240小時鹽霧試驗后,試件表面無任何腐蝕斑點,金層色澤和試驗前一樣,無任何改變。而未鍍膜件經(jīng)40~90小時后,則出現(xiàn)大量腐蝕斑點,無法擦除,或用抹布擦拭,金層即剝落。這些試驗結(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   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標準,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溶液,同時按動秒表,記下試件表面開始變成褐色或黑色的時間,以此耐腐蝕時間評價試件的耐蝕性。   試驗結(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。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型分光光度計上測定透光率,測定結(jié)果示于圖4。試驗表明,即使鍍膜厚度達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72.5~74.5%,比未鍍玻璃(91.9%)降低17~19個百分點。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驗研究。   2.9.1.細胞毒性試驗       用純鈦作基材,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標準要求,采用四甲基偶氮唑鹽微量酶反應(yīng)比色法(MTT法),在樣片上進行細胞培養(yǎng),并測定細胞增殖率(RGR),然后將各組RGR轉(zhuǎn)化為0-5級材料毒性評級。試驗結(jié)果列于表7和表8。結(jié)果顯示非晶金剛石膜的細胞毒性為0級,而且其細胞毒性略低于純鈦。   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:個體在超出總體95%可信區(qū)間以外的概率。

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