Mạ vàng PVD là gì?

PVD tiếng anh là Physical vapor deposition, có nghĩa là lắng đọng hơi vật lý. Thông thường người bán hàng hay gọi là mạ vàng PVD nhưng thực chất đây là phương pháp phủ màu dựa vào các trạng thái của kim loại màu ở môi trường nhiệt độ cao trong chân không và thổi khí hiếm.

Các kim loại sẽ chuyển trạng thái từ thể ngưng tụ sang pha hơi. Các nguyên tử kim loại sẽ bay hỗn độn trong lồng mạ PVD và kết quả là các kim loại sẽ bám vào tất cả các vật thể có trong lồng mạ đó kể cả các gá móc treo vật thể. Khi hạ nhiệt độ xuống, các kim loại sẽ chuyển sang trạng thái ngưng tụ hay ở thể rắn như bình thường. Kết thúc quá trình mạ PVD các kim loại màu. Mạ vàng PVD hay mạ màu các kim loại đều căn cứ vào mục đích sử dụng để chọn kim loại phù hợp. Một số kim loại rất dễ tạo ra pha hơi như nhôm, áp dụng rất nhiều trong công nghiệp. Đắt đỏ và chi phí cao hơn là các kim loại rắn như titan, sẽ tạo ra lớp phủ rất mỏng và trong công nghiệp có thể tạo màu khá giống mạ vàng 24k vì vậy nhiều người lầm tưởng mạ vàng PVD là mạ vàng thật. Trên thị trường có xuất hiện rất nhiều các sản phẩm gia dụng gần như áp dụng 99% công nghệ mạ màu vàng bắt mắt PVD. Tuy nhiên, tùy từng công nghệ và máy móc sẽ cho ra màu sắc và chất lượng màu vàng khác nhau.

Quá trình mạ PVD diễn ra trong 4 bước:

Bốc hơi kim loại – evaporation ( kim loại điện cực- Target ): đây là bước mà kim loại chuyển từ thể rắn ( solid phase ) sang thể hơi ( vapor phase) .
Ở giai đoạn này các nguyên tử kim loại điện cực – (target ) Titannium (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 nó phá vỡ liên kết tinh thể ,tan chảy và bốc hơi, những nguyên tử kim loại Ti,Zr, Cr…. va chạm với các điện tử và các ion khác hiện hữu 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 dụng của điện trường di chuyển thẳng tiến tới sản phẩm cần mạ (substrat).
Phản ứng (Reaction): là quá trình các ion kim loại điện cực Ti+,Zr+, Cr+… và Ti++, Zr++,Cr++… vận chuyển kết hợp với các ion của khí ,hỗn hợp khí tạo ra màu sắc lớp phủ. Tương ứng với các phản ứng tạo ra các hợp chất khác nhau cho ra các màu sắc khác nhau trong quá trình mạ PVD.
Lắng đọng (deposition): là quá trình lắng đọng các hợp chất kim loại – khí (TiN, TiCN, ZrN, CrN,CrC…) để tạo ra lớp phủ trên bề mặt sản phẩm.

Ưu điểm mạ PVD:

PVD áp dụng khá nhiều trong công nghiệp để sản xuất các các dụng cụ chi tiết trong y tế, các chi tiết máy công nghiệp, các dụng cụ quang năng, hóa học và điển tử. Do tính chất bám phủ chắc chắn của các kim loại có độ cứng cao nên PVD có ý nghĩa rất lớn trong các chi tiết quan trọng của máy móc, thiết bị. Trong lĩnh vực trang trí vật liệu, PVD chiếm tỷ lệ khá cao trong các công nghệ áp dụng bởi đặc tính lớp mạ đồng đều màu, chất liệu tốt, dễ triển khai với qui mô lớn. Một số quy trình PVD các kim loại có nhiệt độ thấp thì chi phí đầu tư ít, nguyên vật liệu rẻ tiền, là sự lựa chọn hàng đầu cho sản xuất công nghiệp.

Nhược điểm mạ PVD:

Quy trình mạ PVD là rất khó can thiệp trong lúc thực hiện bởi các nguyên tử sẽ bay hỗn loạn không kiểm soát trong lồng chân không. Chính vì vậy, vật thể mạ phủ PVD thường là bao phủ toàn bộ vật thể, không thể mạ tách riêng đường nét theo ý muốn. Nhược điểm thứ hai của mạ PVD là máy móc đầu tư ban đầu rất lớn, chỉ áp dụng cho các đơn vị sản xuất công nghiệp hàng loạt, qui mô hàng hóa nhiều. Đây là công nghệ chủ yếu áp dụng cho hàng hóa công nghiệp và không thể áp dụng trong ngành trang sức, bởi nguyên nhân từ màu sắc của các kim loại mạ phủ trong lồng PVD không thể đạt tới giá trị thẩm mỹ cao như các kim loại quý như Au, Platin, Rhodi…

Ứng dụng của mạ PVD:

Do độ bền lớp mạ cao, các sản phẩm mạ PVD hầu hết được sử dụng trong mạ công nghiệp như thiết bị (tay nắm cửa, khóa, phụ kiện thời trang, đồ gia dụng, …). Ngoài ra rất nhiều vỏ đồng hồ và dây đeo đồng hồ cũng được sử dụng phương pháp mạ giả vàng PVD.

Ngoài mạ PVD, trên thị trường còn có phương pháp mạ giả vàng là mạ vàng Nano, bạn có thể đọc thêm bài viết “mạ vàng Nano là gì?” trong bài viết chúng tôi đã chia sẻ gần đây.