Công nghệ PVD (Physical Vapor Deposition) là một phương pháp phủ bề mặt tiên tiến, đã phát triển mạnh mẽ trong những thập kỷ qua và hiện nay được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Để hiểu rõ hơn về sự phát triển của công nghệ này, ta cần nhìn lại quá trình hình thành và các bước tiến quan trọng trong lịch sử.
Khởi đầu của công nghệ PVD
Sau Thế chiến II, nhu cầu công nghiệp trên toàn cầu bắt đầu phát triển mạnh mẽ, đặc biệt trong các ngành công nghiệp chế tạo và sản xuất vật liệu. Công nghệ phủ hồ quang cathode (còn gọi là cathodic arc) được nghiên cứu và phát triển như một phương pháp hiệu quả để tạo lớp phủ bảo vệ và trang trí cho các bề mặt kim loại. Sự phát triển này đã mở ra một kỷ nguyên mới cho công nghệ PVD.
Một trong những bước ngoặt quan trọng trong việc phát triển công nghệ PVD là sự ra đời của nguồn plasma Arc DC. Các nhà nghiên cứu như Snaper và Sablev, cùng các đồng nghiệp của họ, đã thực hiện những nghiên cứu mang tính chất quyết định trong những năm 1950 và 1960, với các bằng sáng chế mô tả thiết kế cơ bản của bộ nguồn này. Các sáng chế của họ đã trở thành nền tảng cho các công ty hàng đầu, như MultiArc, trong việc phát triển các bộ nguồn cho các ứng dụng tráng phủ bề mặt.
Những cải tiến quan trọng vào những năm 1960 – 1970
Trong thập kỷ 1960 và 1970, công nghệ hồ quang chân không đã trải qua nhiều cải tiến quan trọng, đặc biệt trong việc nghiên cứu các plasma hồ quang cathode với nhiều đặc tính năng lượng. Các nhà nghiên cứu như Kesaev, Plyutto, Davis, Miller, và Lunev đã công bố những nghiên cứu về plasma hồ quang với các đặc điểm khác nhau của nguồn năng lượng.
Một trong những tiến bộ đáng chú ý là nghiên cứu về kích thước và phân bố góc phát xạ của các hạt macro, do Daalder thực hiện. Những phát hiện này giúp cải thiện hiệu quả của các quá trình phún xạ và phủ bề mặt. Cùng lúc đó, các nghiên cứu cũng bắt đầu tập trung vào việc phân loại các điểm catốt và ảnh hưởng của điều kiện bề mặt catốt đối với quá trình phát xạ, nghiên cứu này được thực hiện bởi các nhà khoa học như Jüttner và đồng nghiệp.
Thập kỷ 1970 – 1980: Công nghệ hồ quang phát triển mạnh mẽ
Trong những năm 1970 – 1980, công nghệ hồ quang đã được công nhận là một trong những công nghệ then chốt tại Liên Xô, với sự hỗ trợ mạnh mẽ từ các quyết định chính trị. Hàng ngàn máy bốc hơi hồ quang được xây dựng và nhiều nhà nghiên cứu cũng được đào tạo để sử dụng công nghệ này. Kết quả là hàng loạt thiết bị phủ màng kim loại thương mại được cấp bằng sáng chế, là nền tảng cho các sản phẩm phủ bề mặt hiện đại mà chúng ta sử dụng ngày nay.
Một nhóm nghiên cứu tại Kharkov, Ukraine (lúc đó thuộc Liên Xô), đã phát triển hệ thống hồ quang được lọc đầu tiên. Hệ thống này gồm một ống lớn 90° với cuộn dây từ xung quanh, giúp cải thiện chất lượng lớp phủ bề mặt. Thiết kế này cùng với các bộ lọc hạt macro đã cải tiến đáng kể chất lượng của các lớp phủ được tạo ra.
Sự phát triển của phún xạ ion và các hệ thống mới
Các nghiên cứu tiếp theo đã khám phá việc sử dụng plasma hồ quang cathode để thực hiện quá trình ăn mòn ion, đồng thời kết hợp với phún xạ để tạo lớp phủ. Một trong những tiến bộ quan trọng là sự giới thiệu của công nghệ Arc Bond Sputtering (ABS) bởi Münz và các cộng sự. Công nghệ này kết hợp giữa ăn mòn ion và phún xạ điện từ, giúp tăng cường tính chất của lớp phủ.
Bên cạnh đó, một nhóm các nhà khoa học như Siemroth và Scheibe đã phát triển hệ thống hồ quang được kích hoạt bởi laser (Laser Arc), nhằm phục vụ việc lắng đọng các hạt hợp kim cacbon và kim cương. Các tiến bộ này đã mở rộng khả năng ứng dụng của công nghệ PVD trong việc phủ bề mặt các vật liệu có yêu cầu cao về độ bền và tính thẩm mỹ.
Giai đoạn hiện đại: PVD trong công nghiệp và các lĩnh vực công nghệ cao
Vào năm 1995, Boxman, Sanders và Martin đã xuất bản cuốn “Cẩm nang về Khoa học và Công nghệ Ống Hút Chân Không”, một tài liệu quan trọng, trở thành tiêu chuẩn trong lĩnh vực này. Sau đó, công nghệ PVD tiếp tục phát triển với việc hoàn thiện các bộ lọc hạt macro, cải tiến các hệ thống vật liệu phủ, và mở rộng ứng dụng vào các lĩnh vực công nghệ cao như phương tiện truyền thông từ tính, hệ thống cơ điện tử (MEMS) và ngành công nghiệp chế tạo máy.
Công nghệ PVD hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong việc cải thiện bề mặt của các vật liệu và thiết bị. Các hệ thống vật liệu phủ tốt hơn, đặc biệt là các lớp phủ nhiều lớp và hợp kim, đã đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao từ các ngành công nghiệp như điện tử, ô tô, y tế, cũng như trong các sản phẩm tiêu dùng và trang trí nội thất.
Ứng dụng trong các ngành công nghiệp
Công nghệ PVD đã chứng minh tính vượt trội trong việc phủ bề mặt các sản phẩm, giúp tăng cường độ bền, kháng mài mòn và cải thiện tính thẩm mỹ của các vật liệu. PVD đã được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau bao gồm ngành chế tạo máy, công nghiệp ô tô, điện tử, và ngành trang trí nội thất.
Một trong những ứng dụng điển hình của PVD là trong ngành sản xuất dao, muỗng, nĩa và các phụ kiện nhà bếp. Công nghệ này không chỉ tạo ra lớp phủ bền đẹp mà còn giúp các sản phẩm này kháng lại sự ăn mòn và dễ dàng vệ sinh. Cùng với đó, công nghệ PVD cũng giúp tăng cường tuổi thọ của các linh kiện, thiết bị trong các ngành công nghiệp nặng.
Công nghệ PVD đã có một hành trình dài từ những ngày đầu nghiên cứu vào giữa thế kỷ 20 cho đến hiện nay, với hàng loạt các bước tiến quan trọng giúp cải thiện chất lượng và khả năng ứng dụng của công nghệ này. Ngày nay, PVD đã trở thành một công nghệ không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, từ sản xuất trang trí nội – ngoại thất, chế tạo máy móc, cho đến các ứng dụng trong công nghiệp điện tử và y tế. Những cải tiến liên tục trong công nghệ PVD đang mở ra nhiều triển vọng mới, giúp ngành công nghiệp tạo nên những sản phẩm có chất lượng và tính thẩm mỹ vượt trội.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
- CÔNG TY TNHH PVD VIỆT MỸ – VIUS
- Nhà máy: 1/476 Tổ 1, Hòa lân 2, Thuận Giao, Thuận An, Bình Dương
- ĐT: 0650. 3710 305 – DĐ: 0919.460.242 (Mr. Tuyển)
- Website: www.pvdvietmy.vn Email: tuyennv@tdcorp.vn
