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第1章 绪论1

1．1 干式镀膜（气相沉积法）1

1．1．1 物理气相沉积镀膜技术（PVD）1

1．1．2 化学气相沉积（CVD）镀膜技术3

1．2 湿式镀膜（液相沉积法）5

1．2．1 电镀5

1．2．2 阳极氧化6

1．2．3 化学镀6

1．2．4 化学转化膜处理6

1．3 镀膜技术的用途和应用6

1．3．1 镀膜技术在装饰品方面的应用7

1．3．2 镀膜技术在刀具、模具等金属切削加工工具方面的应用7

1．3．3 镀膜技术在建筑玻璃和汽车玻璃上的应用8

1．3．4 镀膜技术在平板显示器中的应用9

1．3．5 镀膜技术在太阳能利用方面的应用9

1．3．6 镀膜技术在防伪技术中的应用13

1．3．7 镀膜技术在飞机防护涂层方面的应用14

1．3．8 镀膜技术在光学仪器中的应用14

1．3．9 镀膜技术在信息存储领域中的应用15

1．3．10 镀膜技术在传感器方面的应用16

1．3．11 镀膜技术在集成电路制造中的应用19

第2章 干式镀膜技术的基础知识——真空27

2．1 真空的基础知识27

2．1．1 真空的定义27

2．1．2 真空的单位27

2．1．3 真空区域划分29

2．1．4 气体与蒸汽30

2．1．5 气体分子运动的基本规律31

2．2 真空容器——真空镀膜室设计与计算33

2．2．1 真空镀膜室真空技术指标及检验方法33

2．2．2 真空镀膜室的设计与强度计算34

2．3 真空的获得41

2．3．1 旋片式机械泵41

2．3．2 油扩散泵45

2．3．3 罗茨泵49

2．3．4 涡轮分子泵49

2．4 真空测量52

2．4．1 热电偶真空计52

2．4．2 热阴极电离真空计52

2．4．3 复合真空计52

2．5 真空系统的检漏53

2．5．1 真空检漏的目的及一些基本概念53

2．5．2 漏气的判断方法54

2．5．3 真空检漏方法54

2．5．4 真空检漏技巧56

第3章 真空蒸发镀膜58

3．1 真空蒸发镀膜工作原理58

3．1．1 蒸发过程中的真空条件58

3．1．2 制膜过程中的蒸发条件59

3．2 几种主要真空蒸发镀膜技术60

3．2．1 电阻蒸发镀61

3．2．2 电子束蒸发镀63

3．2．3 高频感应加热蒸发镀65

3．2．4 电弧加热蒸发镀65

3．2．5 激光束蒸发镀66

3．2．6 反应蒸镀法68

3．3 真空蒸发镀膜设备69

3．3．1 立式真空蒸发镀膜机69

3．3．2 箱式真空蒸发镀膜机70

3．3．3 半连续式真空蒸发镀膜机70

3．3．4 双室半连续真空镀膜机72

3．3．5 微机控制双室真空蒸发镀膜机74

第4章 溅射镀膜80

4．1 溅射镀膜的基本原理80

4．1．1 辉光放电80

4．1．2 溅射成膜原理83

4．2 溅射镀膜技术的种类及特点85

4．2．1 直流二极溅射87

4．2．2 直流三极溅射88

4．2．3 直流四极溅射88

4．2．4 射频溅射89

4．2．5 对向靶溅射89

4．2．6 离子束溅射（IBS）镀膜90

4．2．7 磁控溅射91

4．3 溅射镀膜装置100

4．3．1 涂镀太阳能玻璃集热管的磁控溅射镀膜机100

4．3．2 连续溅射镀膜机102

第5章 真空离子镀膜105

5．1 阴极电弧离子镀105

5．1．1 电弧离子镀原理105

5．1．2 电弧蒸发源106

5．2 空心阴极离子镀111

5．2．1 空心阴极离子镀成膜条件111

5．2．2 空心阴极离子枪及其设备112

5．2．3 空心阴极离子镀技术特点115

5．3 PVD技术新进展116

5．3．1 PVD混合运用技术及设备116

5．3．2 复合靶及复合多层镀层的研究及应用117

5．3．3 脉冲技术的应用118

5．4 多弧离子镀膜装置118

第6章 物理气相沉积镀膜中几种主要电源121

6．1 电弧电源121

6．1．1 磁饱和放大器式电弧电源121

6．1．2 晶体管开关式电弧电源125

6．1．3 高频逆变式电弧电源129

6．2 偏压电源133

6．2．1 晶闸管直流偏压电源133

6．2．2 单极性脉冲偏压电源141

6．2．3 直流叠加脉冲偏压电源146

6．3 磁控溅射离子镀靶电源147

6．3．1 工作原理147

6．3．2 主要特点147

6．3．3 应用和注意事项148

第7章 PLC在PVD中的应用149

7．1 PLC的结构及工作原理149

7．1．1 PLC的基本结构149

7．1．2 PLC的基本工作原理151

7．1．3 PLC与个人计算机的区别151

7．1．4 PLC技术指标155

7．2 PLC应用程序159

7．2．1 常用编程软元件的种类、编号及使用159

7．2．2 存储单元的寻址方式172

7．2．3 PLC编程指令172

7．3 PLC的应用开发187

7．3．1 PLC控制系统规划设计的步骤及内容187

7．3．2 PLC控制系统开发中硬件资源分配及接线188

7．3．3 PLC常用编程方法及编程操作192

7．3．4 PLC的编程软件及使用194

7．4 PLC在PVD中的应用198

7．4．1 中频磁控溅射离子镀工艺要求198

7．4．2 中频溅射离子镀镀膜机自动控制系统199

7．4．3 自动控制系统使用方法203

7．4．4 异常情况的报警及处理211

7．4．5 重点注释说明212

7．4．6 程序监控212

第8章 部分PVD镀膜工艺217

8．1 装饰膜PVD镀制工艺217

8．1．1 装饰件材料（底材217

8．1．2 装饰膜种类217

8．1．3 部分金属基材装饰膜颜色217

8．1．4 装饰膜的镀制工艺218

8．2 高速钢刀具增寿膜PVD镀制工艺222

8．2．1 TiN涂层镀制工艺223

8．2．2 TiAlN（氮化钛铝）镀制工艺225

8．2．3 TiN-C3 N4镀制工艺225

8．2．4 用PVD沉积金刚石涂层技术226

8．3 PVD镀制太阳能的光-热转换能效薄膜和光-电转换膜的镀制工艺226

8．3．1 太阳能光-热转换能效薄膜的镀制工艺226

8．3．2 太阳能电池薄膜制备工艺228

8．4 其他镀膜工艺232

8．4．1 智能窗玻璃薄膜的镀制工艺232

8．4．2 手机视屏减反射膜的镀制工艺233

8．4．3 高透明低方阻ITO-Ag-ITO柔性工件镀膜工艺234

8．4．4 单银Low-E玻璃镀制工艺235

8．4．5 热障涂层的PVD沉积技术236

第9章 电镀的基础知识239

9．1 基本概念239

9．1．1 溶剂、溶质和溶液239

9．1．2 物质的溶解度239

9．1．3 物质的结晶239

9．1．4 溶液的浓度240

9．1．5 电解质溶液240

9．1．6 同离子效应241

9．1．7 溶度积241

9．1．8 pH值与缓冲溶液241

9．1．9 胶体溶液243

9．1．10 络合物243

9．1．11 表面活性剂243

9．1．12 两类导体244

9．1．13 法拉第电镀定律244

9．1．14 电流效率244

9．1．15 参比电极245

9．1．16 电极电位245

9．1．17 电极的极化245

9．1．18 氢过电位247

9．2 电镀基础247

9．2．1 电镀的基本原理247

9．2．2 电镀的作用、分类及应用范围248

9．2．3 影响电镀层沉积质量的因素249

9．2．4 决定电镀层质量的重要标志253

9．2．5 电镀液的主要性能测试方法254

第10章 单金属电镀263

10．1 镀铜263

10．1．1 焦磷酸盐镀铜264

10．1．2 硫酸盐镀铜269

10．1．3 氰化镀铜271

10．1．4 其他无氰镀铜274

10．1．5 不合格铜镀层退镀方法278

10．2 镀镍278

10．2．1 普通镀镍（暗镍）280

10．2．2 镀光亮镍284

10．2．3 氨基磺酸盐镀镍287

10．2．4 镀黑镍288

10．2．5 不合格镀层的退除289

10．2．6 镀镍工艺的新发展289

10．3 镀铬291

10．3．1 概述291

10．3．2 镀铬液成分及工艺条件294

10．3．3 镀铬工艺300

10．3．4 镀铬工艺的新发展306

10．3．5 镀铬故障产生原因及排除方法310

10．3．6 不良铬镀层的退除312

10．4 镀金312

10．4．1 亚硫酸盐镀金313

10．4．2 低氰化物镀金314

10．4．3 氰化物镀金315

10．5 镀钯317

10．5．1 工艺规范318

10．5．2 溶液的配制方法318

10．5．3 镀钯溶液成分和工艺规范的影响318

10．5．4 杂质的影响及去除方法319

10．5．5 不合格镀层的退除319

第11章 合金电镀320

11．1 合金电镀基本原理及其分类和特点320

11．1．1 金属共沉积的基本条件320

11．1．2 金属共沉积的类型320

11．1．3 影响金属共沉积的因素321

11．1．4 电镀合金的阳极323

11．2 电镀铜锡（青铜）合金324

11．2．1 焦磷酸盐镀低锡铜锡合金324

11．2．2 柠檬酸盐-锡酸盐镀低锡青铜329

11．2．3 氰化物镀铜锡合金330

11．2．4 不合格镀层的退除333

11．3 电镀镍铁合金333

11．3．1 工艺规范333

11．3．2 溶液的配制方法334

11．3．3 溶液成分和工艺规范的影响334

11．4 电镀镍钴合金334

11．5 电镀钴镍合金335

11．6 电镀金铜合金336

11．6．1 工艺规范336

11．6．2 溶液的配制方法337

11．6．3 溶液成分和工艺规范的影响337

第12章 电镀设备339

12．1 镀槽339

12．1．1 镀槽的结构339

12．1．2 加热装置345

12．1．3 冷却装置345

12．1．4 搅拌装置345

12．2 过滤设备346

12．2．1 板框式过滤机347

12．2．2 筒式过滤机348

12．2．3 镀前处理溶液过滤机349

12．3 干燥与除氢设备349

12．3．1 干燥平台350

12．3．2 干燥箱与除氢设备350

12．3．3 机械化干燥室350

12．4 电镀通用挂具350

12．4．1 通用挂具的形式和使用的材料351

12．4．2 挂具的截面积计算352

12．4．3 挂具的使用要求353

12．4．4 挂具的绝缘353

12．5 电镀自动生产线354

12．5．1 直线式电镀自动生产线354

12．5．2 环形电镀自动生产线356

12．5．3 PLC在电镀铬自动线上的应用357

第13章 电镀电源367

13．1 电镀电源的应用现状与发展趋势367

13．2 电镀电源基本原理368

13．2．1 硅整流电源368

13．2．2 晶闸管整流电源377

13．2．3 高频开关电镀电源406

13．3 典型电镀电源407

13．3．1 实验用电镀电源407

13．3．2 ZD系列硅整流电镀电源410

13．3．3 KD10系列晶闸管电镀电源411

13．3．4 KD20系列晶闸管电镀电源415

13．3．5 GKD10系列高频开关电镀电源416

13．3．6 SMD双系列脉冲电源421

13．4 电镀电源的选择与使用423

13．4．1 电镀电源的选择423

13．4．2 电镀电源的使用方法及技巧424

13．5 电镀电源维修及保养428

13．5．1 电镀电源维护保养428

13．5．2 电镀电源的常见故障分析428

第14章 镀前处理技术433

14．1 PVD镀前处理433

14．1．1 PVD镀前镀件表面净化处理的基本方法433

14．1．2 PVD镀前清洗的基本程序437

14．2 电镀镀前处理439

14．2．1 表面整平439

14．2．2 除油（脱脂450

14．2．3 浸蚀（酸洗）454

第15章 电镀污水处理技术459

15．1 含铬废水处理技术459

15．1．1 含铬废水的来源及排放标准459

15．1．2 含铬废水处理方法459

15．2 含氰废水处理技术465

15．2．1 含氰废水的来源及排放标准465

15．2．2 含氰废水处理方法466

15．3 酸、碱废水处理技术467

15．3．1 酸碱自然中和467

15．3．2 投药剂中和467

15．3．3 过滤中和468

15．4 重金属废水处理技术469

第16章 PVD膜层质量检测473

16．1 膜层硬度检测473

16．2 镀层厚度检测474

16．2．1 β射线背散射测厚法474

16．2．2 轮廓仪法和干涉仪法476

16．2．3 球痕法和球面法476

16．3 膜层结合强度检测476

16．3．1 划痕试验法477

16．3．2 胶带剥离法478

16．3．3 画线画格后急热急冷热循环试验法478

16．4 膜层应力检测478

16．4．1 X射线应力测量的基本原理479

16．4．2 氮化钛膜层的应力测定480

16．5 膜层孔隙率的检测480

16．6 薄膜涂层色泽测定481

16．6．1 色度学基本原理481

16．6．2 颜色的测量482

16．6．3 测色仪器483

16．7 膜层显微结构的分析484

第17章 电镀镀层性能测试486

17．1 外观检查486

17．1．1 对镀层的质量要求486

17．1．2 对镀层的废品规定486

17．1．3 对各种镀层的外观要求486

17．2 电镀镀层厚度的测试488

17．2．1 无损厚度测试方法489

17．2．2 用溶解法测量镀层的平均厚度490

17．2．3 库仑法和电位连续测试法491

17．3 电镀镀层结合强度的测量493

17．3．1 通过对镀层摩擦试验方法检验镀层的结合强度493

17．3．2 通过对镀层切割试验方法检验镀层的结合强度493

17．3．3 通过镀层变形试验方法检测镀层的结合强度494

17．3．4 通过对镀层剥离试验方法检验镀层的结合强度494

17．3．5 通过对热镀层加热试验方法检验镀层结合强度494

17．3．6 阴极试验法495

17．4 电镀镀层孔隙率的测定495

17．4．1 最简单的湿润滤纸贴置法496

17．4．2 孔隙率的计算方法497

17．5 电镀镀层硬度的测量497

17．5．1 显微硬度计497

17．5．2 硬度值的计算498

17．6 电镀镀层内应力测量498

17．6．1 弯曲阴极法498

17．6．2 螺旋收缩仪法499

17．6．3 长度变化法499

17．7 镀层延展性测量499

17．8 电镀镀层耐蚀性的测量500

17．8．1 户外暴晒（露）试验（ISO4542—1981）500

17．8．2 人工加速腐蚀试验502

17．8．3 金属镀层耐蚀性测定结果的评定507

参考文献513