Xi hay mạ là công nghệ phủ lớp kim loại trên một bề mặt. Xi mạ đã có từ hàng trăm năm trước và ngày ngay đóng một vai trò quan trọng trong nền công nghiệp hiện đại. Xi mạ dùng để trang trí, ngăn chặn sự ăn mòn, giúp cho bề mặt được xi ma có thể hàn được, cứng hơn, giảm ma sát, tăng độ bám dính với lớp sơn, thay đổi tính dẫn điện, chống lại tia bức xạ và nhiều công dụng khác. Chẳng hạn như trang sức được xi mạ bạc hoặc vàng. Lớp mạ có thể rất mỏng nên xi mạ còn được ứng dụng trong ngành công nghệ nano.
Có nhiều phương pháp xi mạ và nhiều biến thể. Một phương pháp là phủ lớp kim loại cần mạ lên bề mặt rắn, sau đó dùng hơi nóng và áp lực để lớp kim loại nóng chảy và bám trên bề mặt (Sheffield plate). Tuy nhiên phương pháp này không còn được phổ biến hiện nay mà thay vào đó là một số kỹ thuật khác như: mạ điện, chế tạo màng mỏng bằng phương pháp ngưng tụ hóa học (Chemical Vapor Depostion), công nghệ phun phủ bằng ngưng tụ vật lý (Physical Vapor Depositon). Hiện tại công ty đang sử dụng công nghệ ngưng tụ vật lý (PVD)
(Nguồn: en.wikipedia)
Phương pháp lắng đọng vật lý PVD (Physical Vapor Deposition)
Đây là phương pháp mà công ty đang áp dụng. Hiện nay, trình độ công nghệ lắng đọng các lớp phủ cứng ở các nước đã đạt đến trình độ rất hiện đại, gần như hoàn hảo và đã ứng dụng rất rộng rãi. Tuy nhiên, ở Việt Nam vẫn chưa nhiều người biết đến công nghệ này. (Báo Công Thương, 08/09/2010)
Phương pháp này sử dụng vật liệu ban đầu ở thể rắn. Trong phương pháp ngưng tụ vật lý, phản ứng được kích hoạt bằng plasma và thế (thay cho nhiệt độ). Vì vậy không cần phải nhiệt quá cao, cho phép tạo màng ngay trên đế chịu nhiệt kém.
Phương pháp PVD Phương pháp bốc bay (vapor deposition) Phương pháp phún xạ (sputtering) Diode phẳng Magnetron Bay hơi trực tiếp trong chân không Bay hơi phản ứng
(RE) Bay hơi phản ứng có kích hoạt (ARE)
Mạ ion
24
Bốc bay chân không là phương pháp tạo màng lắng đọng hơi vật lý (PVD) đơn giản nhất. Hơi vật liệu cần phủ được sinh ra và “bốc” lên khi nung nóng nguồn vật liệu, di chuyển qua môi trường chân không trung gian và cuối cùng lắng đọng trên bề mặt đế. Các quá trình tạo màng kim loại trên đế rắn:
Sự nóng chảy và bay hơi vật liệu từ nguồn bay hơi
Sự di chuyển của hơi kim loại từ nguồn bay hơi đến bề mặt đế qua môi trường áp suất thấp
Sự hấp thụ các hạt trên đế
Sự phân bố lại các loại hạt và tái kết tinh trên bề mặt đế
Hình 3.7: Mô hình tạo màng mỏng bằng phương pháp bay hơi trực tiếp trong chân không
(Nguồn: Thư viện số Greenstone, 2007)
Ưu điểm:
Mạ bằng phương pháp PVD chống ăn mòn tốt hơn phương pháp mạ điện thông thường, ngoài ra độ bền tốt hơn, chống trầy xước và bảo vệ các lớp bên trong.
Có thể phủ trên các bề mặt phức tạp, gồ ghề
Thân thiện với môi trường hơn các phương pháp mạ thông thường
Nhược điểm:
Một số phương pháp PVD đòi hỏi kỹ thuật cao và phức tạp
Một số phương pháp PVD thực hiện ở nhiệt độ cao và môi trường chân không, đồng thời đòi hỏi năng lực của người vận hành
Đòi hỏi hệ thống nước làm mát để tản bớt nhiệt lượng lớn.
Vốn đầu tư lớn
25
Phương pháp phủ bề mặt bằng phương pháp PVD ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: hàng không, ô tô, máy móc tự động, y tế, khuôn nhựa, súng trường/súng lục, quang học, phủ màu, bao bì thực phẩm, v.v…