Công nghệ mạ chân không (vacuum coating) là công nghệ tổng hợp và xử lý vật liệu mới. Thiết bị mạ chân không là bộ phận quan trọng trong ngành công nghiệp phủ màng. Theo lời của một doanh nhân mạ chân không, công nghệ xử lý bề mặt chân không là để tạo “vẻ đẹp” cho sản phẩm của khách hàng – sản phẩm có vẻ ngoài sáng màu và rực rỡ hơn. Công nghệ mạ chân không đã được ứng dụng rộng rãi trong công cụ cắt kim loại, dụng cụ quang học, sản xuất mạch tích hợp, sử dụng năng lượng mặt trời, màn hình phẳng, kính xây dựng và kính ô tô, công nghệ chống làm giả, lớp phủ bảo vệ máy bay, lĩnh vực lưu trữ thông tin, cảm biến, v.v.
Những loại bơm hút chân không nào phù hợp cho mạ chân không?
Nội dung chính
Các loại bơm hút chân không phổ biến được sử dụng cho mạ chân không như sau:
I. Bơm hút chân không cánh gạt cho mạ chân không
Bơm hút chân không cánh gạt được lựa chọn trong mạ chân không chủ yếu bao gồm thân bơm (stator) và rotor. Rotor có hơn hai cánh gạt trong rãnh rotor, và một số bơm có lò xo giữa chúng. Rotor được lắp lệch tâm trong khoang bơm, và khe hở giữa cạnh ngoài của nó và bề mặt trên cùng của khoang bơm là 2-3 μ M. Khi rotor quay, dưới tác dụng của lực ly tâm, cánh gạt quay trượt dọc theo rãnh và luôn tiếp xúc với thành trong của buồng bơm. Buồng bơm được chia thành hai hoặc một vài buồng có thể tích thay đổi. Khi rotor quay theo chiều kim đồng hồ, thể tích của buồng hút nối với cổng hút tăng dần từ không, và áp suất khí trong buồng giảm dần, khí được hút liên tục từ cổng hút. Đồng thời, thể tích của buồng xả nối với cổng xả thay đổi từ lớn đến nhỏ, và khí trong buồng hút bị nén lại. Khi áp suất khí cao hơn áp suất khí quyển, mở van xả để thải ra khí quyển. Khi rotor quay liên tục, bơm sẽ bơm không khí liên tục.
II. Bơm hút chân không tăng áp booster dùng cho mạ chân không
Áp suất chân không cuối cùng của hệ bơm chân không trong mạ chân không không chỉ phụ thuộc vào áp suất của bơm chân không chính, mà còn phụ thuộc vào chân không giới hạn của bơm chân không tăng áp phụ trợ Booster.
Để nâng cao độ sâu áp suất chân không của hệ thống bơm của máy mạ, ta có thể sử dụng thêm bơm chân không tăng áp phụ trợ Booster trong chuỗi.
Nguyên lý làm việc của bơm tăng áp Booster tương tự như máy thổi tăng áp Booster. Do sự quay liên tục của rotor, khí được hút vào không gian V0 giữa rotor và vỏ bơm từ lỗ hút khí, sau đó được xả qua cổng xả. Do không gian V0 hoàn toàn đóng kín sau khi hút, khí trong khoang bơm không bị nén và giãn nở. Tuy nhiên, khi đỉnh rotor quay qua cạnh của cổng xả và không gian V0 nối với phía xả, do áp suất khí cao ở phía xả, một phần khí chảy ngược trở lại không gian V0, khiến áp suất khí tăng đột ngột. Khi rotor tiếp tục quay, khí thoát ra khỏi bơm. Trong khoang bơm tăng áp Booster, hai rotor hình chữ “8” được lắp thẳng đứng trên một cặp trục song song, và một cặp dây đai truyền có tỷ số truyền 1 quay ngược chiều đồng bộ với nhau. Có một khe hở nhất định giữa các rotor, giữa rotor và thành trong của vỏ bơm, cho phép vận hành tốc độ cao.
III. Bơm hút chân không vòng nước dùng cho mạ chân không
Thân bơm của bơm hút chân không vòng nước với mạ chân không được làm đầy một lượng nước thích hợp làm chất lỏng làm việc. Khi cánh quạt quay theo chiều kim đồng hồ như chỉ dẫn, nước bị văng vòng quanh bởi cánh quạt. Do lực ly tâm, nước tạo thành một vòng kín có độ dày gần bằng nhau, được xác định bởi hình dạng của khoang bơm. Bề mặt bên trong của phần trên của vòng nước chỉ tiếp xúc với trục cánh quạt, và bề mặt bên trong của phần dưới của vòng nước chỉ tiếp xúc với đỉnh cánh (thực tế, cánh có độ nhô một phần vào trong vòng nước). Vào thời điểm này, một không gian hình lưỡi liềm được hình thành giữa trục cánh quạt và vòng nước, và không gian này chia thành một số khoang nhỏ có số lượng bằng với số lượng cánh bằng cánh quạt. Nếu lấy vị trí 0 độ phía trên của cánh quạt làm điểm khởi đầu, thể tích của khoang nhỏ sẽ tăng dần từ nhỏ đến lớn khi cánh quạt quay 180 độ trước khi quay, và nối với cổng hút ở mặt đầu. Vào thời điểm này, khí sẽ được hút vào, và khi hút xong, khoang nhỏ sẽ bị cô lập khỏi cổng hút; khi cánh quạt tiếp tục quay, khoang nhỏ sẽ thay đổi từ lớn sang nhỏ, ép khí bị nén lại; khi khoang nhỏ nối với cổng xả, khí sẽ thoát ra khỏi bơm.
Chân không có thể được sử dụng như thế nào trong các quy trình mạ?
Chân không đóng vai trò quyết định trong nhiều quy trình mạ phủ mà ở đó kim loại, nhựa hoặc thủy tinh được lắng đọng dưới dạng hơi. Trong nhiều trường hợp, các quy trình này sẽ không thể thực hiện được nếu không có chân không. Chân không trung bình hoặc cao được áp dụng cho buồng để làm sạch khí trước khi bắt đầu quá trình, sau đó khí phản ứng được chiết xuất hoặc nguyên liệu rắn được hóa hơi.
Tất cả các quy trình này đều có một yêu cầu chung: chân không trung bình hoặc cao hoàn toàn đáng tin cậy trong buồng, phù hợp chính xác với quy trình mạ phủ. Các hoạt động mạ phủ như vậy được thực hiện để thay đổi các đặc tính bề mặt của vật liệu, chẳng hạn như độ cứng hoặc khả năng chống ăn mòn. Mạ chân không cũng có thể được sử dụng để cải thiện các đặc tính dính hoặc thấm ướt của vật liệu, hoặc để làm cho bề mặt vĩnh viễn có tính chất kỵ nước hoặc hút nước.
Tương lai của ngành mạ chân không
Chi phí hiệu quả cao của mạ chân không và sự ô nhiễm môi trường của quá trình mạ điện truyền thống đã buộc mạ chân không phải trở thành xu hướng chủ đạo.