Металлизация пластмасс - Шалкаускас М.И.
Скачать (прямая ссылка):
Наиболее широко в последнее время применяется напыление и напаривание металла в вакууме 0,06—1 Па. Эти методы называют также вакуумной металлизацией**. Испарение металла из молибденового и графитового тигля или вольфрамовой спирали проводят в вакууме (~0,06 Па) для того, чтобы увеличить длину свободного пути для атомов металла и по возможности исключить столкновения с посторонними молекулами. При катодном напылении, когда металл распыляется бомбардировкой потока положительных ионов, можно работать и при менее глубоком вакууме (1 Па). Промежуточный интервал неглубокого вакуума используют при ионном внедрении, когда образовавшиеся в газовом разряде ионы металла ускоряются и, бомбардируя покрываемую поверхность, застревают в ней.
Технология металлизации в вакууме отличается универсальностью, безвредностью для окружающей среды и
¦Бартенев С. С, ФедькоЮ. П., Григоров А. И. Детонационные покрытия в машиностроении. Л ., Машиностроение, 1982.
** С т а в н и ц е р И. И., Э й ч и с А. П. Металлизация пластмасс термическим испарением в вакууме. Киев, Техника, 1970.
14
обслуживающего персонала. Однако для ее осущствле-ния необходимо иметь довольно сложную аппаратуру и специально подготавливать поверхность пластмассы, а после металлизации наносить защитный слой лака. Таким образом, наносимый за 10—30 с тонкий (0,01—0,1 мкм) слой металла, обычно алюминия, исполняет лишь роль своеобразного пигмента, и металлизированная поверхность не имеет металлических свойств.
Напылением, или вакуумной металлизацией, покрывают и маленькие и довольно крупные (длиной до 1 м детали), а также многометровые пленки и ткани, перематывая их в вакуумаппарате из одного рулона в другой. В СССР для вакуумной металлизации созданы специальные аппараты УВ-1, УВ-5, УВ-6, УВ-7, УВ-9, УВ-12, УВ-21, УВ-22, УВ-26М, УВ-10МК, УВ-18М, УВ-27М, УВ-35, УВ-40, УВ-501, УВ-800 с объемом рабочей камеры от нескольких литров до нескольких кубометров. В них напыляют алюминий, хром, никель, нержавеющую сталь и некоторые другие металлы. Ежегодно только в Европе вакуумной металлизацией декорируют более 25 тыс. т пластмасс.
В последнее время начато освоение процессов толстослойной (до 2 мкм) вакуумной металлизации твердыми металлами (хромом, никелем). Такие покрытия можно использовать и без защитного лака. Однако их наносят лишь на достаточно термостойкие пластмассы, выдерживающие температуру 150—200 °С. Нанесение подобных покрытий довольно дорогостоящая операция, и поэтому применяется она сравнительно редко.
Способами вакуумной металлизации изготавливают сувениры, пуговицы,колпачки для бутылок, рефлекторы карманных фонарей и фотовспышек, детали отделки салонов автомобилей, зеркала заднего вида, фурнитуру для мебели, ткани и нити. Кроме того, методы вакуумной металлизации широко применяют в производстве микромодулей и других мелких, но важных изделий для современной электронной техники. Вакуумную металлизацию применяют и для металлизации самых больших зеркал для современных телескопов. Большинство зеркал бытового назначения также изготовлено путем вакуумной металлизации стекла алюминием. Вакуумной металлизацией полимерных пленок, натянутых на рамку, изготавливают действительно небьющиеся зеркала. Но они недолговечны из-за малой твердости полимерных материалов, быстро покрывающихся густой сеткой царапин.
15
МеЙ + Р, + СгД Ме I + г?3+СЪ
Ме+Йес1 -+Ме\ + 0х
2
Ме++пе~-*Ме*
3
4
в
Рис. 4. Химические способы получения металлических покрытий; 1 — вжигаиием, 2 — восстановлением, 3 — разложением, 4 — электролизом, 5 — фотолизом, 6 — радиолизом
К физическим способам металлизации можно отнести и металлизацию окрашиванием металлическими красками, т. е. красками, содержащими в качестве пигмента мелкие частицы металла (золота, серебра, алюминия, бронзы, меди)*. Такие частицы должны иметь вид чешуек толщиной 0,1—2 мкм и диаметром до 100 мкм и блестящую поверхность. Только тогда получается хороший декоративный вид. Чаще всего применяется алюминиевая пудра, получаемая путем дробления частиц металла в шаровых мельницах. Такой алюминиевой краской красят радиаторы отопления в жилых комнатах, рефрижераторы, вагоны-холодильники, декоративные и защитные ткани, бумагу и печатные изде-л ия. Метод весьма прост и удобен, но он тоже дает лишь видимость металла. В тех случаях, когда этого достаточно, пользоваться им гораздо проще, чем вакуумной металлизацией.
На основе металлических порошков изготавливают и электропроводные клеи, используемые для соединения отдельных деталей в электротехнике или для получения электропроводных покрытий**.
При осуществлении всех физических видов металлизации исходят из уже готовых полученных из руд металлов или
* Буланова И. Г. Применение эмалей с металлическим эффектом. — Лакокрасочные материалы и их применение, 1982, № -3, с. 74.
** Г у л ь В. Е. и др. Электропроводящие полимерные материалы. М., Химия, 1968.
16
1126661
их сн.лазов, преобразуемых затем в металлические покрытия и сопутствующие им отходы. На это уходят дополнительные энергетические затраты, на отдельных производствах незначительные, но в глобальном масштабе составляющие значительный вклад в наши ежедневные энергетические потери. Поэтому более предпочтительны химические методы металлизации, которые позволяют прямо из соединений металлов получать металлические покрытия с меньшими энергетическими потерями, а часто и с меньшими потерями самого металла.
