Mạ Vàng PVD - Khái Niệm, Quy Trình Mạ & Ưu Nhược Điểm

Mạ PVD là gì?

PVD (Physical Vapor Deposition) nghĩa là lắng đọng hơi vật lý - là phương pháp phủ màu trên bề mặt kim loại dựa vào trạng thái khác nhau của kim loại màu ở nhiệt độ cao trong môi trường chân không thổi khí hiếm (10-2 đến 10-4 Torr).

Tuổi thọ vật liệu sau khi phủ lớp PVD thường cao gấp 2 - 3 lần so với khong67 phủ, đặc biệt trong một số trường hợp tuổi thọ còn có thể tăng lên gấp 10 lần.

Quá trình này diễn ra khi kim loại chuyển tự trạng thái ngưng tụ sang pha hơi, các nguyên tử bay hỗn độn trong lồng và bám vào tất cả bề mặt có trong lòng mạ lúc đó. Khi hạ nhiệt độ, kim loại sẽ chuyển về trang thái ngưng tụ hay thể rắn như điều kiện thường, sau đó kết thúc quá trình mạ PVD.

Kỹ thuật mạ PVD được phát triển và xây dựng quy trình ứng dụng bởi các nhà khoa học của NASA tại Trung tâm nghiên cứu Glenn (Cleveland, Ohio) từ năm 2010. Đây là giải pháp thay thế cho công nghệ mạ crom, do lớp mạ crom có thể bị bong tróc khi va đập. Lớp phủ PVD là sự liên kết ở cấp độ phân tử, giúp bề mặt không bị tổn hại do va chạm, lớp mạ PVD còn giúp vật dụng nhẹ hơn và thân thiện với môi trường hơn.

Nguyên lý của công nghệ mạ PVD

Quy trình mạ PVD có 4 bước

- Bốc hơi kim loại - Evaporation (kim loại điện cực - target): đây là bước kim loại chuyển từ thể rắn (solid phase) sang trạng thái thể hơi (vapor phase). Ở giai đoạn này các nguyên tử kim loại được cực âm (target) Titanium (Ti), Zirconium (Zr), Chrome (Cr),... tách rời khỏi điện cực do sự hội tụ năng lượng nguồn tại điểm catot (cathode - spot), điểm catot di chuyển trên bề mặt catot làm cho phá vỡ liên kết tinh thể, tan chảy và bốc hơi, những nguyên tử kim loại va chạm với các điện tử và các icon khác hiện ưu trong môi trường plasma để trở thành những ion Ti+, Zr+, Cr+,... và Ti++, Zr++, Cr++,...

- Vận chuyển (transportation): là quá trình các ion Ti+, Zr+, Cr+,... và Ti++, Zr++, Cr++,... dưới tác động của điện trường di chuyển thẳng tới các sản phẩm cần mạ (substrat).

- Phản ứng (reaction): là quá trình các icon kim loại điện cực Ti+, Zr+, Cr+,... và Ti++, Zr++, Cr++,... vận chuyển kết hợp với các icon của khí, hỗn hợp khí tạo ra màu sắc cho lớp phủ. Tương ứng với các phản ứng tạo ra các hợp chất khác nhau cho ra các màu sắc khác nhau trong quá trịnh mà PVD.

- Lắng đọng (deposition): là quá trình lắng đọng các hợp chất kim loại âm khí (TiN, TiCN, ZrN, CrN, CrC,..) để tạo ra lớp phủ trên bề mặt sản phẩm.

Mạ vàng PVD

- Công nghệ PVD về cơ bản là quá trình bao phủ toàn bộ bề mặt đồng hồ (thường là dây đeo) bằng một lớp titan nitride mỏng, một hợp chất kim loại cực kỳ đặc và cứng. Môi trường chân không nhân tạo dùng trong quá trình rất gần với chân không của không gian ngoài vũ trụ, do đó lớp phủ rất chất lượng có khả năng sử dụng lâu dài và chống trầy xước cao.

- Sau lớp titan là lớp vàng, tạo ra vẻ bề ngoài có màu sắc giống như vàng nguyên khối với khả năng chống ăn mòn và không bị ố, xỉn màu trong thời gian dài sử dụng. 

- Toàn bộ quy trình mạ vàng PDV không tác động gây hại đến môi trường, không tạo ra chất gây ô nhiệm và không tồn dư chất độc hại.

Đồng hồ mạ vàng bằng công nghệ truyền thống dễ bị bong tróc khi chịu tác động từ môi trường. Do đó, mạ vàng PVD là công nghệ mới tối ưu hơn giúp đồng hồ đẹp và bền hơn. Ngoài ra công nghệ mạ PVD còn giúp tạo ra những màu sắc theo mong muốn khi kết hợp khác nhau như ZrN cho ra màu vàng sáng, CrC cho ra màu xám và các kết hợp khác cho ra các màu như vàng hồng, xanh nước biển,...

Đồng hồ Longines Présence L4.790.2.12.2 mạ vàng PVD

Longines Présence

NamQuartz38mm

Thêm vào giỏ hàng

Liên hệ xem hàng

Mạ vàng PVD màu đen (công nghệ đặc biệt của hãng Longines)

- Sử dụng một lớp phủ màu đen đặc biệt lắng đọng trên thép bằng phương pháp PVD (lắng đọng vật lý)

- Lớp phủ chủ yếu bao gồm chromium carbide giúp tăng độ cứng và mức độ oxy hóa, có khả năng chống mài mòn và ăn mòn tốt.

- Lớp phủ có thể dày tới 1 micron và được định hình chắc chắn bằng thép không gỉ.

- Phương pháp này là một quá trình vật lý thuần túy, diễn ra trong môi trường chân không nhân tạo ở nhiệt độ cao.

- Toàn bộ quy trình rất thân thiện với môi trường.

Khác biệt giữ mạ vàng PVD và mạ vàng truyền thống

Mạ vàng PVD

- Dựa trên nguyên lý lắng đọng hơi vật lý - quy trình phủ chân không tạo ra lớp phủ hoàn thiện và thẩm mỹ.

- Công nghệ PVD sử dụng titan nitride giúp tạo ra lớp phủ cực kì bền, có khả năng chống ăn mòn bởi mồ hôi và mài mòn bởi ma sát.

- Lớp phủ vàng PVD có thể thực hiện bằng cách sử dụng vàng thật hoặc các nguyên tố khác có màu sắc giống vàng.

Ghi chú: lớp mạ vàng PVD có độ dày có thể gấp 10 lần mạ vàng truyền thống.

Mạ vàng truyền thống

- Là quá trình tạo ra một lớp vàng thật mỏng được mạ trên một kim loại khác như thép không gỉ.

- Mạ vàng thường được thực hiện để mang lại vẻ ngoài giống vàng thật với chi phí thấp hơn nhiều.

- Lớp mạ vàng bằng công nghệ truyền thống sẽ không có độ bền như mạ vàng PVD, dễ bị trầy xước và ăn mòn làm mất tính thẩm mỹ.

- Ưu điểm của công nghệ này là tạo ra sản phẩm có bề ngoài giống vàng thật. Tuy nhiên có nhược điểm là độ bên cực thấp, dễ trầy xước và bắt đầu xỉn màu sau 12 đến 18 tháng.

Ưu điểm của mạ vàng PVD

- Độ bên cao hơn vàng thật. Vì cấu trúc kim loại nhiều tầng giúp đồng hộ mà vàng PVD chống được ma sát tốt, khó bị trầy và ăn mòn khi tiếp xúc với mồ hôi.

- Vẻ ngoài sang trong. Độ bám dính cao và màu sắc sắc nét giú đồng hồ mạ vàng PVD mịn hơn và sáng bóng hơn.

- Thân thiện với môi trường: quy trình tạo ra sản phẩm dựa trên quá trình lắng đọng vật lý rất ít gây hại cho môi truồng.

Nhược điểm của mạ vàng PVD

- Giá thành cao so với những mẫu đồng hồ làm từ chất liệu thông thường. Tuy nhiên đồng hồ mạ vàng PVD có độ bền và tuổi thọ cao hơn các loại chất liệu này.

- Không đánh bóng được do quá trình này sẽ làm bong tróc lớp mạ.

- Khi sử dụng trong thời gian dài thì màu mạ sẽ phai bớt và không thể đánh bóng lại như mới.