Công nghệ xi mạ PVD là gì? Ứng dụng thực tế của công nghệ mạ PVD

1. Tổng quan về công nghệ mạ PVD

1.1. Định nghĩa PVD

PVD là viết tắt của từ tiếng Anh đầy đủ Physical Vapor Deposition, dịch ra là sự bốc hơi lắng đọng vật lý, làm bay hơi kim loại rắn thành plasma của nguyên tử hoặc phân tử. PVD được thực hiện dưới điều kiện chân không, thổi khí hiếm và có thể được phủ trên các bề mặt khác nhau.

1.2. Công nghệ xi mạ PVD là gì?

Công nghệ mạ PVD là phương pháp tận dụng việc bốc hơi, lắng đọng vật lý của kim loại nhằm tạo ra một lớp màng bảo vệ trên bề mặt kim loại giúp chúng được bền đẹp hơn đồng thời cũng bảo vệ môi trường xung quanh.

Công nghệ mạ PVD được cho là công nghệ mạ tiên tiến nhất hiện nay với ưu điểm lớn nhất là bảo vệ môi trường và tuổi thọ kim loại mạ PVD cao gấp khoảng 2-3 lần so với kim loại phủ mạ.

2. Quy trình công nghệ mạ PVD

Đơn giản công nghệ mạ PVD là quá trình mạ Titan hoặc Crom lên bề mặt kim loại rắn bằng quy trình lần lượt là bốc hơi, vận chuyển, phản ứng và lắng đọng. Vậy cụ thể trong mỗi giai đoạn, người ta đã ứng dụng công nghệ như thế nào? Dưới đây là chi tiết từng giai đoạn công nghệ mạ PVD

2.1. Bốc hơi kim loại

Bước đầu tiên, các chuyên gia sẽ chuyển các kim loại từ dạng rắn sang dạng hơi. Họ làm điều này bằng cách tách rời các kim loại điện cực khỏi điện cực với hồ quang điện hoặc bay hơi chùm điện tử. 

Năng lượng dòng điện trên bề mặt catot làm phá vỡ liên kết tinh thể, tan chảy và bốc hơi, những nguyên tử kim loại Ti (Titan), Zr (Zirconium), Cr (Crom)… va chạm với các điện tử và các ion khác xuất hiện trong môi trường các plasma để trở thành những ion Ti+, Zr+, Cr+… và Ti++, Zr++, Cr++…

2.2. Vận chuyển các ion

Tiếp đó, họ sử dụng điện trường để vận chuyển, thu hút các ion này về tới bề mặt của đồ vật cần mạ. Các ion Ti+, Zr+, Cr+… và Ti++, Zr++, Cr++…sẽ đi theo từ trường với dòng điện phù hợp, tự động tiến về đích là bề mặt kim loại mạ.

2.3. Phản ứng hóa học

Sau khi tiến về bề mặt cần mạ, ở đây sẽ bắt đầu xảy ra các phản ứng hóa học giữa các ion và ion của hỗn hợp khí hiếm để tạo ra một lớp phủ mạ. Cụ thể các ion điện cực sẽ ghép lại với nhau. 

Với mỗi sự kết hợp ion sẽ cho ra một màu sắc khác nhau. Và người làm mạ có thể điều chỉnh dựa theo nhiệt độ, môi trường, thành phần tách điện cực cũng như dòng điện dẫn vào.

2.4. Lắng đọng tạo lớp phủ

Cuối cùng, khi kim loại bay hơi và khí hiếm được kiểm soát (chủ yếu là Neon và Argon) đã phản ứng xong với nhau, chúng ta sẽ chờ cho hỗn hợp phản ứng lắng lại, tạo thành một lớp phủ bền đẹp trên bề mặt đồ vật. Lớp bám phủ này rất chắc chắn và khó có thể bị ăn mòn, vì vậy được ứng dụng nhiều trong thiết bị, máy móc có nhu cầu sử dụng lâu năm.

3. Ưu nhược điểm của công nghệ xi mạ PVD

3.1. Ưu điểm

3.1.1. Tuổi thọ cao

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng với đồ vật được phủ mạ PVD có thể có tuổi thọ cao gấp 2-3 lần so với bình thường. Thậm chí, có nhiều trường hợp sử dụng công nghệ PVD tiên tiền nhất có thể tăng tuổi thọ này gấp 10 lần so với đồ vật không mạ.

Lý do là bởi khi có một lớp mạ bên ngoài, kim loại bên trong sẽ được bảo vệ, không bị oxi hóa hoặc các tác nhân gây hại khác. Tuổi thọ cao nên sản phẩm mạ PVD được mọi người luôn luôn tin dùng.

3.1.2. Tính bền bỉ cao

Các kim loại hóa hơi trong công nghệ mạ PVD đều có tính bền bỉ cao, tạo một lớp bảo vệ chắc chắn như một khung thành vững chắc, giảm các phản ứng hóa học từ thiên nhiên. Bên cạnh đó, lớp phủ mạ có tính bám dính tuyệt vời kể cả bạn có phủ một lớp mỏng nhẹ.

3.1.3. Áp dụng cho nhiều bề mặt

Công nghệ mạ PVD có thể áp dụng trên nhiều bề mặt khác nhau, kích cỡ khác nhau ngay cả những bề mặt mạ gồ ghề, lồi lõm, nhiều hình dạng. Với lò mạ lớn có thể phủ mạ được tất cả các đồ vật với nhiều hình thái, phân khối đa dạng.

Cơ bản thì công nghệ PVD có thể phủ mạ được hầu hết các chất liệu không chỉ sắt thép, inox, nhôm mà còn cả nhựa, sợi dệt. Phủ được nhiều chất liệu như vậy vì công nghệ mạ đơn giản chỉ tạo ra một lớp bảo vệ trên bề mặt đồ vật.

3.1.4. Bảo vệ môi trường

Công nghệ mạ PVD hết sức thân thiện với môi trường xung quanh và an toàn cho người dùng. Quy trình phản ứng lắng đọng kim loại xảy ra dựa vào hồ quang điện nhưng không hề thải ra môi trường khí độc hay chất gây ô nhiễm nào hết. Đây được coi là ưu điểm vượt trội so với mạ thông thường trước đây.

3.1.5. Vẻ ngoài sáng - sang - sạch

Màu sắc mạ PVD rất đa dạng như: Màu vàng, vàng nhạt (Champagne), màu đồng, xanh, đen… Các màu này đều sáng bóng khiến cả căn phòng bạn sáng lên, toát lên vẻ sang trọng khi sử dụng. Đối với độ bóng và màu sắc như vậy, bạn rất dễ lau chùi, cọ rửa nên những đồ vật mạ luôn trong trạng thái vừa sạch, vừa sang, vừa sáng.

3.2. Nhược điểm

3.2.1. Giá thành cao

Đối với một dòng sản phẩm được mạ PVD sẽ có giá thành cao hơn mức bình thường khoảng gấp 2-3 lần. Tại sao lại như vậy? Bởi vì những sản phẩm được mạ có tính ưu việt vượt trội đồng thời đã được áp dụng những công nghệ tiên tiến nhất. Người dùng sẽ suy nghĩ nhiều hơn khi lựa chọn. Tuy nhiên, giá thành cao họ sẽ đổi lại được một mức chất lượng tuyệt vời.

3.2.2. Không thể đánh bóng

Khi mạ PVD bạn sẽ không được đánh bóng đồ vật. Điều này có thể làm xước hoặc bong tróc lớp mạ, gây mất thẩm mỹ và phá vỡ lớp bảo vệ của đồ vật. Vì vậy, lưu ý không nên đánh bóng hoặc nếu có đánh bóng cần nhờ những người chuyên nghiệp hơn bạn về khoản này nhé.

3.2.3. Bị phai mờ dần

Màu sắc của đồ vật được mạ ban đầu sẽ rất sáng, sang và sạch. Tuy nhiên, sau một thời gian nó sẽ bị xuống màu. Các màu này sẽ không còn sáng bóng nữa mà chuyển sang màu sẫm hơn một chút, khiến đồ vật mất đi vẻ ngoài sang trọng vốn có. Tuy nhiên, quá trình phai cũng không diễn ra quá nhanh và bạn có thể phủ lại khi có nhu cầu cần thiết nên đừng quá lo lắng về vấn đề này.

4. Ứng dụng thực tế của công nghệ xi mạ PVD

4.1. Ứng dụng trong chế tạo cơ khí

Khi sử dụng công nghệ mạ PVD giúp tạo một lớp bảo vệ cho các máy móc, thiết bị hoặc công cụ chế tạo khiến chúng lâu bền hơn, có tính thẩm mỹ hơn. Đối với máy móc khi sản xuất thực phẩm sạch sẽ hơn, làm giảm khả năng bị lẫn các tạp chất gây hại sức khỏe khi kim loại bị han rỉ.

Các công cụ, dụng cụ chế tạo cơ khí đều có giá thành cao nên các doanh nghiệp thường ưu tiên tính bền bỉ, lâu dài, sử dụng được lâu năm. Vì thế, công nghệ mạ PVD ra đời là cứu tinh dành cho các doanh nghiệp có thể tiết kiệm được chi phí thay đổi, sửa chữa máy móc hoặc tài sản cố định nào đó.

4.2. Ứng dụng trong nội thất

Trong thiết kế nội thất, công nghệ mạ PVD được ứng dụng nhiều nhất, đa dạng nhất. Bạn có thể thấy được ứng dụng của nó mọi nơi như bàn ghế, tủ, vách ngăn, kệ sách hoặc biển quảng cáo, biển hiệu, v.v… Công nghệ mạ PVD được dùng phổ biến với các nội thất hiện nay vì vừa bền, vừa đẹp.

4.3. Ứng dụng trong xây dựng

Đối với xây dựng, công nghệ mạ PVD cũng có nhiều lợi ích quan trọng. Ví dụ mạ PVD trong xây dựng như làm lan can, làm khung cửa, cánh cửa, phụ kiện xung quanh nhà, mái hiên, v.v… Các công trình xây dựng sẽ trở nên chắc chắn hơn, dễ dàng hoàn thiện với công nghệ mạ PVD.

4.4. Ứng dụng trong trang sức

Trang sức cũng được mạ vàng, mạ bạc, mạ kim loại rất nhiều. Vì vậy, công nghệ mạ PVD cũng phát triển trong lĩnh vực này. Các trang sức thường được mạ PVD như vòng tay, vòng cổ, khuyên tai, khuyên mũi, đồng hồ, v.v… Đặc biệt là đồng hồ người ta rất hay sử dụng công nghệ PVD bới tính sang trọng, bền đẹp và giá thành hợp lý với nhiều người.

Tóm lại, công nghệ mạ PVD là công nghệ hóa hơi và lắng đọng kim loại tạo lớp phủ đặc biệt trên bề mặt đồ vật. Công nghệ PVD được ứng dụng rất nhiều khía cạnh trong cuộc sống và trở thành một công nghệ hữu ích không thể thiếu ngày nay. Hy vọng với bài viết trên, timviec365.vn đã giúp bạn hiểu được công nghệ xi mạ PVD là gì cùng những ứng dụng tuyệt vời của công nghệ này để có thể nhận biết được giá trị đồ vật mạ PVD trong cuộc sống chúng ta.