针对凹版电镀镀铬存在的污染和氢脆问题,本课题采用离子辅助电子束蒸镀技术,以金属铬为原料,在镍、铜等凹版材料表面制备了硬铬耐磨层。研究了设备和工艺对膜层制备与性能的影响;采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、显微硬度计、表面轮廓仪、划痕仪等对样品的表面形貌、断面结构、表面粗糙度、硬度、附着牢度等进行了研究,并同电镀镀铬样品作了对比分析。 研究结果表明: 1. 通过优化设备与工艺,用离子辅助电子束蒸镀方法制备凹版硬铬耐磨层是可行的。铬膜层的硬度可以达到甚至超过电镀镀层;表面粗糙度基本相当;优化工艺条件下的附着力可以达到电镀水平。 2. 离子束的清洗和辅助效应,在膜制备过程中起到至关重要的作用。没有离子束参与时,很难得到附着良好的膜层。基体预处理、过渡层、电子枪工作参数等工艺因素,都对膜的生长过程、微观结构和最终性能产生影响。 3. 膜表面的微观形貌呈颗粒状排布,颗粒尺寸 50～250nm,不同工艺条件下的颗粒尺寸大小和排列方式有所区别。离子辅助的膜表面,颗粒更细小,排列更紧密,这有助于提高膜的性能。 4. 样品断面的 SEM 上可观察到膜、基之间的界面或过渡层。过渡层的厚度100～200nm;离子辅助样品的界面出现轻微扩散,可以增强膜的性能。 5. 膜层的微裂纹、孔洞、杂质、晶界空隙等,是降低膜层性能的主要因素。可以通过设备与工艺条件的优化来减少这些缺陷。