1、前言

物理气相沉积（PhysicalVaporDeposition，，，，，，PVD）手艺也称PVD镀膜手艺，，，，，，在20世纪70年月面世，，，，，，作为高性能；；；；；；；；ね坎阌τ迷谥种钟仓屎辖鸬毒咄饷瞇1]，，，，，，随着工业生产、消耗水平的一直提高，，，，，，PVD手艺的应用规模从刀具领域逐步扩大到电子、光学、医疗、汽车模具及零部件领域[1-3]。。。。。。。。随着绿色环保要求的提高，，，，，，六价铬电镀手艺受到了严酷限制[4]。。。。。。。。在汽车内饰件领域，，，，，，集装饰性与功效性于一体的智能外貌已成为重点生长偏向。。。。。。。。PVD手艺可在塑料基体外貌附着金属涂层，，，，，，实现零部件轻量化并提高金属质感，，，，，，生产历程不爆发工业废水，，，，，，无重金属污染，，，，，，逐渐成为汽车制造业的研究热门[5]。。。。。。。。

本文主要先容了PVD镀膜手艺尤其是真空蒸镀和溅射镀的手艺特点及在汽车内饰件上的应用、相关的试验验证项目和生长远景。。。。。。。。

2、PVD手艺原理

PVD手艺是使用物理气相反应生长法，，，，，，在真空或低气压情形下，，，，，，将源物质如靶材的原子、分子或者离子通过蒸发或溅射等方法转化为气态，，，，，，可控地在基材外貌沉积形成涂层薄膜的外貌处置惩罚手艺。。。。。。。。此手艺在真空条件下更易完成，，，，，，故也称为真空物理气相沉积手艺，，，，，，可通过调解靶材种类、反应气体以及涂层附着厚度实现多种色彩的涂层效果。。。。。。。。PVD镀膜手艺可分为真空蒸镀（Evaporation）、溅射镀（Sputtering）和离子镀（Ionplating）[6]。。。。。。。。

2.1真空蒸镀

真空蒸发镀可简化为3个基本历程：蒸发、迁徙、沉积。。。。。。。。在真空的条件下，，，，，，加热待形成外貌膜的靶材，，，，，，使其大宗的原子、分子气化或升华，，，，，，迁徙到工件或基材的外貌冷却沉积形成涂层。。。。。。。。凭证蒸起源的差别，，，，，，真空蒸镀主要分为电阻蒸发镀、电子束蒸发镀、高频感应加热蒸发镀、激光加热蒸发镀[7]。。。。。。。。？？？？？？善局ふ舴⒅柿系男宰印⒄舴⒅柿系娜笫匝≡癫畋鸬恼羝鹪粗柿虾托巫。。。。。。。。

电阻蒸发镀[8]一样平常用于低熔点的蒸发质料，，，，，，如金属单质类（Al、Ag等）、金属化合物（ZnS、MgF2等）。。。。。。。。使用高熔点的钽、钼、钨等金属制成合适的蒸起源，，，，，，加热安排在蒸起源中的待蒸发质料，，，，，，加热器爆发的焦耳热足以使蒸发质料蒸发。。。。。。。。此要领装备结构简朴、生产本钱低，，，，，，已获得大规模的应用，，，，，，尤其适用于对镀膜层外貌质量要求不高的大批量生产。。。。。。。。电子束蒸发镀[9]使用电子束作为加热源举行加热，，，，，，常用的有e型电子枪和空心阴极电子枪，，，，，，事情电压为6～30kV，，，，，，功率密度可达104～109W/cm²。。。。。。。。

电子束蒸发镀可蒸发高熔点质料，，，，，，如钛、铬、氧化锆等，，，，，，比一样平常电阻加热蒸发热效率高、束流密度大、蒸发速率快，，，，，，制成的薄膜纯度高，，，，，，厚度控制较准确，，，，，，电子束蒸发是真空蒸镀的一种主要方法，，，，，，工业化应用远景辽阔。。。。。。。。

高频感应加热蒸发镀使用电磁感应原理举行加热，，，，，，即使用高频螺旋线圈加热装有待蒸发质料的石墨或陶瓷坩埚，，，，，，使质料升温而气化蒸发。。。。。。。。激光加热蒸发镀使用激光束作为热源加热蒸镀，，，，，，能量密度高，，，，，，且激光束无需与待蒸发质料接触，，，，，，阻止镀膜层污染。。。。。。。。此要领装备造价较高，，，，，，应用规模有一定限制。。。。。。。。

2.2溅射镀

溅射镀又称真空溅射镀、溅射镀膜等，，，，，，在真空条件下充入惰性气体，，，，，，通常为氩气（Ar），，，，，，并在高电压下使Ar辉光放电，，，，，，可使Ar电离为Ar+。。。。。。。。Ar+在电场力的作用下，，，，，，加速轰击以镀料制作的阴极靶材，，，，，，靶材会被溅射沉积到工件外貌成膜。。。。。。。。随着高频溅射手艺的生长，，，，，，溅射镀在工业界迅速推广，，，，，，现在主要有直流溅射镀（包括二级溅射镀、三级或四级溅射镀）、射频溅射镀、反应溅射镀、磁控溅射镀等射镀手艺[6,10]。。。。。。。。

二级溅射镀是最早泛起的溅射镀手艺，，，，，，靶材装在阴极外貌，，，，，，以装置镀膜基片或工件的样品台为阳极，，，，，，使用辉光放电，，，，，，使靶材原子在工件外貌沉积成膜。。。。。。。。此要领装备结构简朴，，，，，，但膜沉积速率低。。。。。。。。

三级和四级溅射镀是在二级溅射镀基础上，，，，，，为提高膜沉积速率生长而来，，，，，，即增添发射热电子的热阴极，，，，，，增大电离几率，，，，，，从而提高膜沉积速率，，，，，，实现低电压规模内的溅射镀。。。。。。。。

直流溅射镀中靶材必需导电，，，，，，而射频溅射镀使用电场偏向的高速变换实现无电极放电，，，，，，增强了电离能力，，，，，，不但可用于金属靶材的溅射，，，，，，还可用于氧化硅、陶瓷等不导电靶材的溅射。。。。。。。。

反应溅射镀在原有惰性气体上注入活性反应气体，，，，，，如O₂、N₂、CH?等，，，，，，与溅射粒子举行化学反应，，，，，，天生差别于靶材的化合物薄膜。。。。。。。。

磁控溅射镀在直流溅射镀的基础上增添了磁场，，，，，，使用磁控管原理中正交电场与磁场的交互作用，，，，，，使电子在靶外貌周围成螺旋状运行，，，，，，从而增大电子撞击氩气爆发离子的概率。。。。。。。。所爆发的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材，，，，，，可实现高速、低温溅射，，，，，，是最高效的溅射镀手艺之一。。。。。。。。

2.3离子镀

离子镀又称真空离子镀、离子镀膜等，，，，，，是指镀膜和离子轰击膜层同步爆发的历程，，，，，，离子轰击既包括放电气体的离子，，，，，，也包括靶材的离子。。。。。。。。离子镀实质上是基于真空蒸镀和溅射镀2种物理气相沉积手艺，，，，，，接纳离子轰击方法的次级手艺[6]。。。。。。。。离子镀具有绕镀性好、膜层结协力高且膜层组织匀称致密等优点，，，，，，但由于镀膜离子的能量过高，，，，，，易对工件或基体的结结构成损伤，，，，，，以是不适用于低温基材的成膜。。。。。。。。2.4PVD比照古板塑料电镀的优弱点剖析与古板塑料电镀相比，，，，，，PVD优点如下：

a.PVD工件外貌金属质感的细腻水平和装饰效果更优；；；；；；；；

b.古板水电镀仅能提供枯燥颜色，，，，，，PVD可提供色彩富厚的种种涂层；；；；；；；；

c.PVD的基材选择规模更普遍，，，，，，如聚碳酸酯（Polycarbonate，，，，，，PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PolymethylMethacrylate，，，，，，PMMA）、PC+丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（AcrylonitrileButadieneStyreneplastic，，，，，，ABS）塑料、聚酰胺（Polyamide，，，，，，PA）等种种常见的工程塑料，，，，，，而水电镀的选材有限，，，，，，如ABS、PC+ABS、PA等；；；；；；；；

d.水电镀无法直接实现透光功效，，，，，，而PVD可通过选择合适的靶材，，，，，，如镀In、Sn、Al、Cr等，，，，，，沉积成半透光效果的膜，，，，，，使光源穿透涂层；；；；；；；；

e.PVD应用于触控类产品可阻止水电镀的静电误触，，，，，，且从源头上阻止重金属污染，，，，，，更绿色环保。。。。。。。。

与古板塑料电镀相比，，，，，，PVD的弱点如下：

a.受限于工艺特点，，，，，，蒸发镀不可选择熔点过高的靶材；；；；；；；；

b.真空蒸镀的涂层附着性能比水电镀差，，，，，，镀前需喷涂底漆增强镀层与基材的结协力，，，，，，且本钱较高，，，，，，其中，，，，，，小尺寸零件（尺寸不凌驾50mm×50mm）的生产本钱比水电镀高50%~100%，，，，，，大尺寸零件生产本钱比水电镀高30%~50%，，，，，，另外，，，，，，溅射镀的涂层附着性能比真空蒸镀更匀称、密度更大，，，，，，但溅射镀生产本钱比真空蒸镀高15%~20%；；；；；；；；

c.真空蒸镀耐磨耐侵蚀性能较差，，，，，，水电镀的镀层厚度一样平常高于真空蒸镀。。。。。。。。

3、PVD工艺流程

真空蒸镀主要工艺流程有镀前处置惩罚、装配、洗濯处置惩罚、等离子处置惩罚、紫外线（Ultraviolet，，，，，，UV）光油底漆、UV照射烘干、真空蒸发镀、UV中漆调色、UV照射烘干、UV透明面漆、UV照射烘干、制品12道工序。。。。。。。。

镀前处置惩罚包括洗濯镀件和无尘布擦净塑料基材外貌的杂质、灰尘等，，，，，，提高后工序及格率；；；；；；；；装配是将塑料基材装配在真空蒸发镀挂具上，，，，，，并牢靠在生产线中，，，，，，同时凭证产品设计的外观和功效要求举行局部遮挡阻镀；；；；；；；；等离子处置惩罚是接纳等离子束对工件外貌举行深度清洁和活化素材，，，，，，进一步改善工件外貌特征，，，，，，更好地完成后工序如涂层、植绒等，，，，，，适用于塑料、金属、玻璃等材质的外貌整理；；；；；；；；关于喷底漆工序，，，，，，因塑料基材在注塑生产时残留的空气泡和有机气体会使基材外貌平整度缺乏，，，，，，直接举行真空蒸发镀效果不睬想，，，，，，喷涂一层光油底漆可增强镀层与基材的团结性能，，，，，，提高镀层的附着力和外貌平整度[11]，，，，，，还可凭证要求喷涂差别颜色的底漆；；；；；；；；中漆调色工序可提高基材镀层的硬度并调解色泽，，，，，，若有符号照明要求可在此工序举行镭雕或移印施工。。。。。。。。在现实生产中，，，，，，可凭证产品特征将中漆工序和面漆工序合并，，，，，，真空蒸镀制品前至少喷涂3层漆，，，，，，划分为底漆层（厚度为8~12μm）、中漆层（厚度为1~2μm）和面漆层（厚度为10~15μm）。。。。。。。。

溅射镀主要工艺流程与真空蒸发镀类似，，，，，，可将真空蒸发镀工序改为溅射镀工序，，，，，，另外，，，，，，溅射镀可凭证基材和靶材的特征直接溅射，，，，，，省略涂底漆工序，，，，，，其余工序流程和作用与真空蒸发镀一致。。。。。。。。溅射镀的镀层厚度可通过调理电流和通电时间累加，，，，，，厚度规模一样平常为0.2~2.0μm，，，，，，镀层过厚会造成外貌的原子垒加影响原子之间的致密性。。。。。。。。

4、PVD在汽车内饰中的应用情形

PVD可实现照明透光，，，，，，还可提供富厚的色彩解决计划，，，，，，更具装饰感和科技感，，，，，，且绿色环保。。。。。。。。

PVD虽为金属镀层，，，，，，但最外层的UV漆光照固化后可起到绝缘作用，，，，，，阻止了静电对人体的危险，，，，，，提高了内饰设计的无邪性。。。。。。。。近两年，，，，，，PVD在汽车内饰的应用上已成为潮流。。。。。。。。

极氪001车型换代升级后[12]，，，，，，包括隐藏式出风口在内的大大都装饰件选用了PVD工艺，，，，，，提升了整体内饰的质感和豪华感。。。。。。。。领克08接纳了玫瑰金色的PVD装饰内饰[13]，，，，，，越发凸显运动、科技、性能的设计理念。。。。。。。。

通用汽车举世科技运作有限责任公司宣布了一种用于显色以使激光蚀刻无背光颜色中止的物理气相沉积涂层组合[14]，，，，，，包括发光源（通常为LED）、聚合物基材（通常为透明聚碳酸酯PC）、基材外貌的着色底漆、底漆上的半透明金属涂层以及顶涂层等，，，，，，如图1所示。。。。。。。。详细要领为：在基材上施加着色底漆，，，，，，通过PVD在着色底漆上沉积半透明金属涂层，，，，，，然后在半透明金属涂层和着色底漆之间通过激光镌刻出符号区域以实现LED光线的穿透，，，，，，最后再笼罩顶涂层起到；；；；；；；；ぷ饔。。。。。。。。着色底漆可凭证需求接纳透光或不透光的材质，，，，，，然后通过PVD源质料的转变改变沉积金属涂层的颜色，，，，，，且可使用着色顶涂层实现颜色的进一步转变。。。。。。。。

5、PVD的试验验证

比照水电镀和PVD镀膜手艺的性能试验，，，，，，镀膜手艺性能试验相同的项目包括硬度试验、附着力试验、耐溶剂试验、耐湿热试验以及耐盐雾试验，，，，，，而水电镀的镀层厚度检测、镍电化学势检测、微孔数检测等性能试验则与PVD差别，，，，，，且差别的主机厂可能会凭证产品特征和要求调解PVD的部分试验项目，，，，，，如增添崎岖温存储试验、热老化试验、水煮试验、盐雾试验等。。。。。。。。

5.1硬度试验

硬度试验用于测试PVD镀膜的抗划伤性能。。。。。。。。试验要领为使用硬度为1H的试验专用铅笔，，，，，，将铅芯与待测样品漆面成45°，，，，，，施加平衡的压力切割或刮划漆膜，，，，，，形成5mm左右的长标记，，，，，，用橡皮擦拭后以50cm的距离目视检查外观，，，，，，如图2、图3所示，，，，，，样件无塑性变形、涂层外貌无显着划伤或划破外貌层漆膜抵达底层的征象，，，，，，样品及格。。。。。。。。

5.2附着力试验

附着力试验又称百格试验，，，，，，用于测试PVD镀膜层与基材团结的牢靠水平。。。。。。。。使用美工刀描绘100个方格，，，，，，方格间距为1mm，，，，，，每个1mm×1mm的小格需割究竟材，，，，，，使用3M胶带粘附在已割好的网格上并包管完全粘附，，，，，，停留30~90s后笔直90°并瞬间拉起。。。。。。。。胶带共撕4次，，，，，，第1次用于粘毛屑，，，，，，以后3次效果为准，，，，，，测试前后的样件外貌如图4、图5所示，，，，，，样件外观无剥离、裂痕等征象，，，，，，样品及格。。。。。。。。

5.3耐溶剂试验

耐溶剂试验用于测试PVD镀膜抗试剂的性能。。。。。。。。在测试仪器上牢靠测试样件，，，，，，并使用浸湿酒精（浓度为9.5%）的四层医用纱布循环摩擦样件外貌，，，，，，摩擦测试荷重为500g，，，，，，测试速率为每秒循环摩擦一次，，，，，，测试次数为150次，，，，，，测试时代需坚持纱布湿润，，，，，，每循环摩擦50次检查纱布。。。。。。。。试验前后样件如图6、图7所示，，，，，，样件外貌无褪色，，，，，，涂层无脱落，，，，，，底材未露出，，，，，，样件及格。。。。。。。。

5.4湿热试验

湿热试验用于测试PVD镀膜对抗高温高湿度情形的性能。。。。。。。。将样件安排在试验箱中，，，，，，设置温度为(65±1)℃、相对湿度区间为90%±2%，，，，，，安排240h，，，，，，试验时代每72h检查一次。。。。。。。。试验前后样件如图8、图9所示，，，，，，样件无起泡、开裂，，，，，，涂层无脱落，，，，，，样件外貌无被侵蚀、发黄、变形等征象，，，，，，样件及格。。。。。。。。

5.5冷热攻击试验

冷热攻击试验用于测试PVD镀膜对抗极端温度情形的性能。。。。。。。。将样件安排在试验箱中，，，，，，设置温度为(80±2)℃，，，，，，并保温8h，，，，，，竣事后取出，，，，，，在室温下安排0.5h后再次放入温度箱，，，，，，设置温度为(-40±2)℃，，，，，，保温8h，，，，，，取出在室温条件下安排0.5h，，，，，，此为一个循环。。。。。。。。一连6个循环后将样件在室温下安排2h后试验竣事，，，，，，样件外观如图10、图11所示，，，，，，样件外貌无裂纹、起泡、起皱，，，，，，涂层无脱落、起泡、起皱等征象，，，，，，样件及格。。。。。。。。

6、竣事语

团结目今汽车行业PVD手艺的生长现状，，，，，，可从以下方面提升增强PVD手艺的研发和应用：

a.PVD装备本钱高，，，，，，尤其是全自动化生产线，，，，，，可凭证差别产品和市场需求，，，，，，开发高性价比的PVD装备；；；；；；；；

b.PVD需要喷涂底漆以改善镀层的附着力缺乏的问题，，，，，，增添了生产本钱，，，，，，应增强对PVD镀膜膜材和基材的研究，，，，，，如因素组成、微观结构等，，，，，，以提升PVD镀层附着力；；；；；；；；

c.生长复合质料和特种功效的真空镀膜质料，，，，，，富厚镀膜层的光泽和色彩，，，，，，提高PVD镀层流平性以及产品的耐磨性。。。。。。。。

参考文献：

[1]柳琪,王进,王小连,等.PVD涂层工业化应用及生长现状[J].铸造手艺,2018,39(2):440-444.

[2]赵洋,周林,张涛,等.PVD涂层在汽车模具上的应用及结协力改善研究[J].重庆理工大学学报（自然科学），，，，，，2019,33(3):155-160.

[3]张继东,李才巨,朱心昆,等.差别基体真空蒸镀铝膜的附着力研究[J].昆明理工大学学报（理工版）,2006(6):25-27.

[4]王汝佳.塑料电镀件在汽车生产中的应用—评《汽车塑料件电镀工艺》[J].塑料工业,2022,50(7):177-178.

[5]宁敏清,唐毅,陈明,等.物理气相沉积用于汽车装饰件的优势研究[J].装备制造手艺,2023(2):91-95.

[6]周志烽,李国恩.物理气相沉积硬质涂层的开发及工程应用[J].电镀与涂饰,2013,32(3):75-79.

[7]王银川.真空镀膜手艺的现状及生长[J].现代仪器,2000(6):1-4.

[8]王应泉.金属基体外貌PVD功效装饰涂层的设计、制备与工业化应用[D].宁波:中国科学院大学（中国科学院宁波质料手艺与工程研究所）,2022.

[9]邸英浩,曹晓明.真空镀膜手艺的现状及希望[J].天津冶金,2004(5):45-48+54.

[10]陈娴静,董少锋,张洪华,等.不锈钢外貌真空镀膜要领研究希望[J].广州化工,2019,47(10):19-20+46.

[11]邸英浩,胡晓锋,李红娟.浅析真空镀膜手艺的现状及希望[J].科技风,2014(8):272.

[12]车道先Zhi.改款全新极氪001上市，，，，，，或将重塑同级车市场定价战略信息[EB/OL].(2024-03-01)[2024-10-30]. https://baijiahao.www.yishuisheng.com/s?id=1792328059411469598&wfr=spider&for=pc.

[13]CMF设计军团.CMF解读｜领克08，，，，，，接纳大宗接纳环保质料及绿色工艺的经典车型[EB/OL].(2024-04-12) [2024-10-30].https://baijiahao.www.yishuisheng.com/s?id=1796092970131273084&wfr=spider&for=pc.

[14]通用汽车举世科技运作有限责任公司.用于显色以使激光蚀刻无背光颜色中止的物理气相沉积涂层组合:CN202211304188.X[P].2023-10-27[2025-02-10].