氣相沉積技術(shù)

氣相沉積技術(shù)是利用氣相中發(fā)生的物理、化學(xué)過(guò)程，在工件表面形成功能性或裝飾性的金屬、非金屬或化合物涂層。氣相沉積技術(shù)按照成膜機(jī)理，可分為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積和等離子體氣相沉積。

目前制備鎢涂層可采用物理或化學(xué)氣相沉積方法，或者將氣相沉積方法結(jié)合其他制備技術(shù)，提高鎢涂層的性能。

化學(xué)氣相淀積[CVD(Chemical Vapor Deposition)]，指把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過(guò)程。在超大規(guī)模集成電路中很多薄膜都是采用CVD方法制備。

CVD特點(diǎn)：淀積溫度低，薄膜成份易控，膜厚與淀積時(shí)間成正比，均勻性，重復(fù)性好，臺(tái)階覆蓋性優(yōu)良。

化學(xué)氣相沉積（CVD）

將工件置于反應(yīng)室中，抽真空并加熱***900~1100℃。如要涂覆TiC層，則將鈦以揮發(fā)性氯化物（如TiCl4)與氣體碳?xì)浠衔铮ㄈ鏑H4）一起通入反應(yīng)室內(nèi)，這時(shí)就會(huì)在工表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成TiC，并沉積在工件表面形成6~8μm厚的覆蓋層。工件經(jīng)氣相沉積鍍覆后，再進(jìn)行淬火，回火處理，表面硬度可達(dá)到2000~4000HV

物理氣相沉積（PVD）

物理氣相沉積是通過(guò)蒸發(fā)，電離或濺射等過(guò)程，產(chǎn)生金屬粒子并與反應(yīng)氣體反應(yīng)形成化合物沉積在工件表面。物理氣象沉積方法有真空鍍，真空濺射和離子鍍三種，目前應(yīng)用較廣的是離子鍍。

離子鍍是借助于惰性氣體輝光放電，使鍍料（如金屬鈦）氣化蒸發(fā)離子化，離子經(jīng)電場(chǎng)加速，以較高能量轟擊工件表面，此時(shí)如通入CO2，N2等反應(yīng)氣體，便可在工件表面獲得TiC,TiN覆蓋層，硬度高達(dá)2000HV。離子鍍的重要特點(diǎn)是沉積溫度只有500℃左右，且覆蓋層附著力強(qiáng)，適用于高速鋼工具，熱鍛模等。

化學(xué)氣相沉積詳解

化學(xué)氣相沉積是一種化工技術(shù)，該技術(shù)主要是利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質(zhì)、在襯底表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的方法。化學(xué)氣相淀積是近幾十年發(fā)展起來(lái)的制備無(wú)機(jī)材料的新技術(shù)?；瘜W(xué)氣相淀積法已經(jīng)廣泛用于提純物質(zhì)、研制新晶體、淀積各種單晶、多晶或玻璃態(tài)無(wú)機(jī)薄膜材料。這些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化物，也可以是III-V、II-IV、IV-VI族中的二元或多元的元素間化合物，而且它們的物理功能可以通過(guò)氣相摻雜的淀積過(guò)程精確控制。目前，化學(xué)氣相淀積已成為無(wú)機(jī)合成化學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域。

應(yīng)用

現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)需要使用大量功能各異的無(wú)機(jī)新材料，這些功能材料必須是高純的，或者是在高純材料中有意地?fù)饺肽撤N雜質(zhì)形成的摻雜材料。但是，我們過(guò)去所熟悉的許多制備方法如高溫熔煉、水溶液中沉淀和結(jié)晶等往往難以滿足這些要求，也難以保證得到高純度的產(chǎn)品。因此，無(wú)機(jī)新材料的合成就成為現(xiàn)代材料科學(xué)中的主要課題。

原理

化學(xué)氣相沉積技術(shù)是應(yīng)用氣態(tài)物質(zhì)在固體上闡述化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生固態(tài)沉積物的一種工藝，它大致包含三步：

（1）形成揮發(fā)性物質(zhì) ；

（2）把上述物質(zhì)轉(zhuǎn)移***沉積區(qū)域 ；

（3）在固體上產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生固態(tài)物質(zhì) 。

***基本的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)包括熱分解反應(yīng)、化學(xué)合成反應(yīng)以及化學(xué)傳輸反應(yīng)等集中

特點(diǎn)

1）在中溫或高溫下，通過(guò)氣態(tài)的初始化合物之間的氣相化學(xué)反應(yīng)而形成固體物質(zhì)沉積在基體上。

2）可以在常壓或者真空條件下(負(fù)壓“進(jìn)行沉積、通常真空沉積膜層質(zhì)量較好）。

3）采用等離子和激光輔助技術(shù)可以顯著地促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，使沉積可在較低的溫度下進(jìn)行。

4）涂層的化學(xué)成分可以隨氣相組成的改變而變化，從而獲得梯度沉積物或者得到混合鍍層。

5）可以控制涂層的密度和涂層純度。

6）繞鍍件好?？稍趶?fù)雜形狀的基體上以及顆粒材料上鍍膜。適合涂覆各種復(fù)雜形狀的工件。由于它的繞鍍性能好，所以可涂覆帶有槽、溝、孔，甚***是盲孔的工件。

7）沉積層通常具有柱狀晶體結(jié)構(gòu)，不耐彎曲，但可通過(guò)各種技術(shù)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行氣相擾動(dòng)，以改善其結(jié)構(gòu)。

8）可以通過(guò)各種反應(yīng)形成多種金屬、合金、陶瓷和化合物涂層。

技術(shù)類(lèi)型

化學(xué)氣相沉積裝置***主要的元件就是反應(yīng)器。按照反應(yīng)器結(jié)構(gòu)上的差別，我們可以把化學(xué)氣相沉積技術(shù)分成開(kāi)管/封管氣流法兩種類(lèi)型：

1 封管法

這種反應(yīng)方式是將一定量的反應(yīng)物質(zhì)和集體放置于反應(yīng)器的兩邊，將反應(yīng)器中抽成真空， 再向其中注入部分輸運(yùn)氣體，然后再次密封， 再控制反應(yīng)器兩端的溫度使其有一定差別，它的優(yōu)點(diǎn)是：①能有效夠避免外部污染；②無(wú)須持續(xù)抽氣就能使是內(nèi)部保持真空。它的缺點(diǎn)是：①材料產(chǎn)生速度慢；②管中的壓力不容易掌握。

2 開(kāi)管法

這種制備方法的特點(diǎn)是反應(yīng)氣體混合物能夠隨時(shí)補(bǔ)充。廢氣也可以及時(shí)排出反應(yīng)裝置。以加熱方法為區(qū)分，開(kāi)管氣流法應(yīng)分為熱壁和冷壁兩種。前者的加熱會(huì)讓整個(gè)沉積室壁都會(huì)因此變熱，所以管壁上同樣會(huì)發(fā)生沉積。 后者只有機(jī)體自身會(huì)被加熱，也就沒(méi)有上述缺點(diǎn)。 冷壁式加熱一般會(huì)使用感應(yīng)加熱、通電加熱以及紅外加熱等等。

化學(xué)氣相沉積技術(shù)在材料制備中使用

1化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)晶體、晶體薄膜

化學(xué)氣相沉積法不但可以對(duì)晶體或者晶體薄膜性能的改善有所幫助，而且也可以生產(chǎn)出很多別的手段無(wú)法制備出的一些晶體?；瘜W(xué)氣相沉積法***常見(jiàn)的使用方式是在某個(gè)晶體襯底上生成新的外延單晶層，***開(kāi)始它是用于制備硅的，后來(lái)又制備出了外延化合物半導(dǎo)體層。它在金屬單晶薄膜的制備上也比較常見(jiàn)（比如制備 W、Mo、Pt、Ir 等）以及個(gè)別的化合物單晶薄膜（例如鐵酸鎳薄膜、釔鐵石榴石薄膜、鈷鐵氧體薄膜等）。

2生產(chǎn)晶須

晶須屬于一種以為發(fā)育的單晶體，它在符合材料范疇中有著很大的作用，能夠用于生產(chǎn)一些新型復(fù)合材料。 化學(xué)氣相沉積法在生產(chǎn)晶須時(shí)使用的是金屬鹵化物的氫還原性質(zhì)?；瘜W(xué)氣相沉積法不但能制備出各類(lèi)金屬晶須，同時(shí)也能生產(chǎn)出化合物晶須，比如氧化鋁、金剛砂、碳化鈦晶須等等。

3化學(xué)氣相沉積技術(shù)生產(chǎn)多晶/非晶材料膜

化學(xué)氣相沉積法在半導(dǎo)體工業(yè)中有著比較廣泛的應(yīng)用。比如作為緣介質(zhì)隔離層的多晶硅沉積層。在當(dāng)代，微型電子學(xué)元器件中越來(lái)越多的使用新型非晶態(tài)材料，這種材料包括磷硅玻璃、硼硅玻璃、SiO₂以及 Si₃N₄等等。此外，也有一些在未來(lái)有可能發(fā)展成開(kāi)關(guān)以及存儲(chǔ)記憶材料，例如氧化銅-五氧化二磷、氧化銅-五氧化二釩-五氧化二磷以及五氧化二釩-五氧化二磷等都可以使用化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行生產(chǎn)。

化學(xué)氣相沉積法在貴金屬材料方面的使用

1、化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)幾種貴金屬薄膜

貴金屬薄膜因其有著較好的抗氧化能力、高導(dǎo)電率、強(qiáng)催化活性以及極其穩(wěn)定引起了研究者的興趣。和生成貴金屬薄膜的其他方式相比，化學(xué)氣相沉積法有更多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，所以大多數(shù)制備貴金屬薄膜都會(huì)采用這種方式。沉積貴金屬薄膜用的沉積員物質(zhì)種類(lèi)比較廣泛，不過(guò)大多是貴金屬元素的鹵化物和有機(jī)化合物，比如COCl₂、氯化碳酰鉑、氯化碳酰銥、DCPD化合物等等。

在沉積時(shí)往裝置中通入氧氣是為了消除掉原料因熱分解產(chǎn)生的碳，并制備出更有金屬光澤的貴金屬薄膜，如若不然則***后得到的就是銥碳簇膜，也就是納米等級(jí)被晶碳層所包裹的銥顆粒。沉積在YSZ 上面的銥碳簇膜有著優(yōu)秀的電性能和催化活性。在比較低的溫度下，銥碳簇膜的界面電導(dǎo)率能達(dá)到純銥或者純鉑的百倍以上。貴金屬和炭組成的簇膜是一種輸送多孔催化活性強(qiáng)的簇膜，在電極材料上的使用在未來(lái)將很有潛力。

2、化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)貴金屬銥高溫涂層

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，NASA 開(kāi)始嘗試使用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積法制取出使用錸基銥作為涂層的復(fù)合噴管，并獲得了成功，這時(shí)化學(xué)氣相沉積法在生產(chǎn)貴金屬涂層領(lǐng)域才有了一定程度上的突破。

NASA 使用了C₁₅H₂₁IrO₆作為制取銥涂層的材料，并利用 C₁₅H₂₁IrO₆的熱分解反應(yīng)進(jìn)行沉積。銥的沉積速度很快，***高可以達(dá)到3~20μm/h。 沉積厚度也達(dá)到了50μm，C₁₅H₂₁IrO₆的制取效率高達(dá) 70%以上。

3、鈀的化學(xué)氣相沉積

Pd 及其合金對(duì)氫氣有著極強(qiáng)的吸附作用以及特別的選擇滲透性能，是一種存儲(chǔ)或者凈化氫氣的理想材料?，F(xiàn)在對(duì)于Pd 的使用大多是將鈀合金或是鈀鍍層生產(chǎn)氫凈化設(shè)備 。也有些學(xué)者使用化學(xué)氣相沉積法將鈀制成薄膜或薄層。具體做法是使用分解溫度極低的金屬有機(jī)化合物當(dāng)做制備鈀的材料，具體包括：烯丙基[β-酮亞胺]Pd（Ⅱ）、Pd（η³-C₃H₅） （η⁵-C₅H₅）以及 Pd（η³-C₃H₅）（CF₃COCHCOCF₃）之類(lèi)的材料，使用這種方式能夠制取出純度很高的鈀薄膜。

化學(xué)氣相沉積技術(shù)是一種重要的材料制備方式，在對(duì)貴金屬薄膜和涂層上有著重要的作用，當(dāng)前我國(guó)在航空航天領(lǐng)域仍處于發(fā)展期，而化學(xué)氣相沉積技術(shù)的使用還有很大的探索空間，需要我們投入更多的精力進(jìn)行研究。

物理氣相沉積詳解

物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)技術(shù)表示在真空條件下，采用物理方法，將材料源——固體或液體表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過(guò)低壓氣體（或等離子體）過(guò)程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)。 物理氣相沉積的主要方法有，真空蒸鍍、濺射鍍膜、電弧等離子體鍍、離子鍍膜，及分子束外延等。發(fā)展到目前，物理氣相沉積技術(shù)不僅可沉積金屬膜、合金膜、還可以沉積化合物、陶瓷、半導(dǎo)體、聚合物膜等。

簡(jiǎn)介

物理氣相沉積技術(shù)早在20世紀(jì)初已有些應(yīng)用，但30年迅速發(fā)展，成為一門(mén)***廣闊應(yīng)用前景的新技術(shù)，并向著環(huán)保型、清潔型趨勢(shì)發(fā)展。20世紀(jì)90年代初***今，在鐘表行業(yè)，尤其是高檔手表金屬外觀件的表面處理方面達(dá)到越來(lái)越為廣泛的應(yīng)用。

真空蒸鍍基本原理是在真空條件下，使金屬、金屬合金或化合物蒸發(fā)，然后沉積在基體表面上，蒸發(fā)的方法常用電阻加熱，高頻感應(yīng)加熱，電子束、激光束、離子束高能轟擊鍍料，使蒸發(fā)成氣相，然后沉積在基體表面，歷史上，真空蒸鍍是PVD法中使用***早的技術(shù)。

濺射鍍膜基本原理是充氬(Ar)氣的真空條件下，使氬氣進(jìn)行輝光放電，這時(shí)氬(Ar)原子電離成氬離子(Ar+)，氬離子在電場(chǎng)力的作用下，加速轟擊以鍍料制作的陰極靶材，靶材會(huì)被濺射出來(lái)而沉積到工件表面。如果采用直流輝光放電，稱直流(Qc)濺射，射頻(RF)輝光放電引起的稱射頻濺射。磁控(M)輝光放電引起的稱磁控濺射。 電弧等離子體鍍膜基本原理是在真空條件下，用引弧針引弧，使真空金壁(陽(yáng)極)和鍍材(陰極)之間進(jìn)行弧光放電，陰極表面快速移動(dòng)著多個(gè)陰極弧斑，不斷迅速蒸發(fā)甚***“異華”鍍料，使之電離成以鍍料為主要成分的電弧等離子體，并能迅速將鍍料沉積于基體。因?yàn)橛卸嗷“?，所以也稱多弧蒸發(fā)離化過(guò)程。

離子鍍基本原理是在真空條件下，采用某種等離子體電離技術(shù)，使鍍料原子部分電離成離子，同時(shí)產(chǎn)生許多高能量的中性原子，在被鍍基體上加負(fù)偏壓。這樣在深度負(fù)偏壓的作用下，離子沉積于基體表面形成薄膜。

物理氣相沉積技術(shù)基本原理可分三個(gè)工藝步驟：

(1)鍍料的氣化：即使鍍料蒸發(fā)，升華或被濺射，也就是通過(guò)鍍料的氣化源。

(2)鍍料原子、分子或離子的遷移：由氣化源供出原子、分子或離子經(jīng)過(guò)碰撞后，產(chǎn)生多種反應(yīng)。

(3)鍍料原子、分子或離子在基體上沉積。

物理氣相沉積技術(shù)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境改善，無(wú)污染，耗材少，成膜均勻致密，與基體的結(jié)合力強(qiáng)。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域，可制備具有耐磨、耐腐飾、裝飾、導(dǎo)電、絕緣、光導(dǎo)、壓電、磁性、潤(rùn)滑、超導(dǎo)等特性的膜層。

隨著高科技及新興工業(yè)發(fā)展，物理氣相沉積技術(shù)出現(xiàn)了不少新的先進(jìn)的亮點(diǎn)，如多弧離子鍍與磁控濺射兼容技術(shù)，大型矩形長(zhǎng)弧靶和濺射靶，非平衡磁控濺射靶，孿生靶技術(shù)，帶狀泡沫多弧沉積卷繞鍍層技術(shù)，條狀纖維織物卷繞鍍層技術(shù)等，使用的鍍層成套設(shè)備，向計(jì)算機(jī)全自動(dòng)，大型化工業(yè)規(guī)模方向發(fā)展。

真空蒸鍍

(一)真空蒸鍍?cè)?/span>

(1) 真空蒸鍍是在真空條件下，將鍍料加熱并蒸發(fā)，使大量的原子、分子氣化并離開(kāi)液體鍍料或離開(kāi)固體鍍料表面(升華)。

(2)氣態(tài)的原子、分子在真空中經(jīng)過(guò)很少的碰撞遷移到基體。

(3)鍍料原子、分子沉積在基體表面形成薄膜。

(二)蒸發(fā)源

將鍍料加熱到蒸發(fā)溫度并使之氣化，這種加熱裝置稱為蒸發(fā)源。***常用的蒸發(fā)源是電阻蒸發(fā)源和電子束蒸發(fā)源，特殊用途的蒸發(fā)源有高頻感應(yīng)加熱、電弧加熱、輻射加熱、激光加熱蒸發(fā)源等。

(三)真空蒸鍍工藝實(shí)例 以塑料金屬化為例,真空蒸鍍工藝包括：鍍前處理、鍍膜及后處理。

真空蒸鍍的基本工藝過(guò)程如下：

(1)鍍前處理，包括清洗鍍件和預(yù)處理。具體清洗方法有清洗劑清洗、化學(xué)溶劑清洗、超聲波清洗和離子轟擊清洗等。具體預(yù)處理有除靜電，涂底漆等。

(2)裝爐，包括真空室清理及鍍件掛具的清洗，蒸發(fā)源安裝、調(diào)試、鍍件褂卡。

(3)抽真空，一般先粗抽***6．6Pa以上，更早打開(kāi)擴(kuò)散泵的前級(jí)維持真空泵，加熱擴(kuò)散泵，待預(yù)熱足夠后，打開(kāi)高閥，用擴(kuò)散泵抽***6×10-3Pa半底真空度。

(4)烘烤，將鍍件烘烤加熱到所需溫度。

(5)離子轟擊，真空度一般在10Pa～10-1Pa，離子轟擊電壓200V～1kV負(fù)高壓，離擊時(shí)間為5min～30min,

(6)預(yù)熔，調(diào)整電流使鍍料預(yù)熔，除氣1min～2min。

(7)蒸發(fā)沉積，根據(jù)要求調(diào)整蒸發(fā)電流，直到所需沉積時(shí)間結(jié)束。

(8)冷卻，鍍件在真空室內(nèi)冷卻到一定溫度。

(9)出爐，．取件后，關(guān)閉真空室，抽真空***l × l0-1Pa，擴(kuò)散泵冷卻到允許溫度，才可關(guān)閉維持泵和冷卻水。

(10)后處理，涂面漆。

濺射鍍膜

濺射鍍膜是指在真空條件下，利用獲得功能的粒子轟擊靶材料表面，使靶材表面原子獲得足夠的能量而逃逸的過(guò)程稱為濺射。被濺射的靶材沉積到基材表面，就稱作濺射鍍膜。 濺射鍍膜中的入射離子，一般采用輝光放電獲得，在l0-2Pa～10Pa范圍，所以濺射出來(lái)的粒子在飛向基體過(guò)程中，易和真空室中的氣體分子發(fā)生碰撞，使運(yùn)動(dòng)方向隨機(jī)，沉積的膜易于均勻。發(fā)展起來(lái)的規(guī)模性磁控濺射鍍膜，沉積速率較高，工藝重復(fù)性好，便于自動(dòng)化，已適當(dāng)于進(jìn)行大型建筑裝飾鍍膜，及工業(yè)材料的功能性鍍膜，及TGN-JR型用多弧或磁控濺射在卷材的泡沫塑料及纖維織物表面鍍鎳Ni及銀Ag。

等離子體鍍膜

這里指的是PVD領(lǐng)域通常采用的冷陰極電弧蒸發(fā)，以固體鍍料作為陰極，采用水冷、使冷陰極表面形成許多亮斑，即陰極弧斑?；“呔褪请娀≡陉帢O附近的弧根。在極小空間的電流密度極高，弧斑尺寸極小，估計(jì)約為1μm～100μm，電流密度高達(dá)l05A/cm2～107A/cm2。每個(gè)弧斑存在極短時(shí)間，爆發(fā)性地蒸發(fā)離化陰極改正點(diǎn)處的鍍料，蒸發(fā)離化后的金屬離子，在陰極表面也會(huì)產(chǎn)生新的弧斑，許多弧斑不斷產(chǎn)生和消失，所以又稱多弧蒸發(fā)。 ***早設(shè)計(jì)的等離子體加速器型多弧蒸發(fā)離化源，是在陰極背后配置磁場(chǎng)，使蒸發(fā)后的離子獲得霍爾(hall)加速效應(yīng)，有利于離子增大能量轟擊量體，采用這種電弧蒸發(fā)離化源鍍膜，離化率較高，所以又稱為電弧等離子體鍍膜。 由于鍍料的蒸發(fā)離化靠電弧，所以屬于區(qū)別于第二節(jié)，第三節(jié)所述的蒸發(fā)手段。

離子鍍

離子鍍技術(shù)***早在1963年由D．M．Mattox提出，1972年，Bunshah &Juntz推出活性反應(yīng)蒸發(fā)離子鍍(AREIP)，沉積TiN,TiC等超硬膜，1972年Moley&Smith發(fā)展完善了空心熱陰極離子鍍，l973年又發(fā)展出射頻離子鍍(RFIP)。20世紀(jì)80年代，又發(fā)展出磁控濺射離子鍍(MSIP)和多弧離子鍍(MAIP)。

(一) 離子鍍

離子鍍的基本特點(diǎn)是采用某種方法(如電子束蒸發(fā)磁控濺射，或多弧蒸發(fā)離化等)使中性粒子電離成離子和電子，在基體上必須施加負(fù)偏壓，從而使離子對(duì)基體產(chǎn)生轟擊，適當(dāng)降低負(fù)偏壓后，使離子進(jìn)而沉積于基體成膜。 離子鍍的優(yōu)點(diǎn)如下：①膜層和基體結(jié)合力強(qiáng)。②膜層均勻，致密。③在負(fù)偏壓作用下繞鍍性好。④無(wú)污染。⑤多種基體材料均適合于離子鍍。

(二)反應(yīng)性離子鍍

如果采用電子束蒸發(fā)源蒸發(fā)，在坩堝上方加20V～100V的正偏壓。在真空室中導(dǎo)入反應(yīng)性氣體。如N2、O2、C2H2、CH4等代替Ar，或混入Ar，電子束中的高能電子(幾千***幾萬(wàn)電子伏特)，不僅使鍍料熔化蒸發(fā)，而且能在熔化的鍍料表面激勵(lì)出二次電子，這些二次電子在上方正偏壓作用下加速，與鍍料蒸發(fā)中性粒子發(fā)生碰撞而電離成離子，在工件表面發(fā)生離化反應(yīng)，從而獲得氧化物(如TeO2：SiO2、Al2O3、ZnO、SnO2、Cr2O3、ZrO2、InO2等)。其特點(diǎn)是沉積率高，工藝溫度低。

(三)多弧離子鍍

多弧離子鍍又稱作電弧離子鍍，由于在陰極上有多個(gè)弧斑持續(xù)呈現(xiàn)，故稱作“多弧”。多弧離子鍍的主要特點(diǎn)如下： (1)陰極電弧蒸發(fā)離化源可從固體陰極直接產(chǎn)生等離子體，而不產(chǎn)生熔池，所以可以任意方位布置，也可采用多個(gè)蒸發(fā)離化源。 (2)鍍料的離化率高，一般達(dá)60%～90%，顯著提高與基體的結(jié)合力改善膜層的性能。 (3)沉積速率高，改善鍍膜的效率。 (4)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，弧電源工作在低電壓大電流工況，工作較為安全。

英文指"physical vapor deposition" 簡(jiǎn)稱PVD.是鍍膜行業(yè)常用的術(shù)語(yǔ).

PVD(物理氣相沉積)鍍膜技術(shù)主要分為三類(lèi)，真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍和真空離子鍍膜。對(duì)應(yīng)于PVD技術(shù)的三個(gè)分類(lèi)，相應(yīng)的真空鍍膜設(shè)備也就有真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)、真空濺射鍍膜機(jī)和真空離子鍍膜機(jī)這三種。

近十多年來(lái)，真空離子鍍膜技術(shù)的發(fā)展是***快的，它已經(jīng)成為當(dāng)今***先進(jìn)的表面處理方式之一。我們通常所說(shuō)的PVD鍍膜 ，指的就是真空離子鍍膜；通常所說(shuō)的PVD鍍膜機(jī)，指的也就是真空離子鍍膜機(jī)。

物理氣相沉積（PVD）

物理氣相沉積是通過(guò)蒸發(fā)，電離或?yàn)R射等過(guò)程，產(chǎn)生金屬粒子并與反應(yīng)氣體反應(yīng)形成化合物沉積在工件表面。物理氣象沉積方法有真空鍍，真空濺射和離子鍍?nèi)N，應(yīng)用較廣的是離子鍍。

離子鍍是借助于惰性氣體輝光放電，使鍍料（如金屬鈦）氣化蒸發(fā)離子化，離子經(jīng)電場(chǎng)加速，以較高能量轟擊工件表面，此時(shí)如通入CO2，N2等反應(yīng)氣體，便可在工件表面獲得TiC、TiN覆蓋層，硬度高達(dá)2000HV。離子鍍的重要特點(diǎn)是沉積溫度只有500℃左右，且覆蓋層附著力強(qiáng)，適用于高速鋼工具，熱鍛模等。