光放电使靶材蒸发并离化,靶材离子在加有负偏压的基体上沉积形成涂层。Р电弧离子镀具有离化率高、沉积速率大、涂层与基体的结合强度高等优点,可以沉积金属涂层、合金涂层和各种化合物涂层(氮化物、碳化物、氧化物),已广泛应用于涂镀刀具、模具的硬质涂层,是目前应用较广的涂层技术。目前存在的主要问题是,从靶表面飞溅出微细液滴,在基体上冷凝致使涂层组织不均匀、表面粗糙度增加。因此,电弧离子镀被排斥于光学和电子学的应用范围,并限制了在精密加工和摩擦学等方面的应用。虽然现在已经研究出多种磁过滤技术,可有效减少或消除微细液滴[4,5]。但是,过滤弧源存在的共同缺点是:(1)束流直径小,通常在200 mm以下,而且不易组成多弧源阵列,使得大面积和大批量的工业生产不能实现;(2)传输效率有待进一步提高,目前弯管结构最高的传输效率为25%左右[6],离子电流只是电弧电流的2%~3%。Р1.2.2.4 磁控溅射离子镀Р磁控溅射离子镀是把磁控溅射和离子镀结合起来的技术,在同一个装置内既实现了氩离子对磁控靶的稳定溅射,又实现了荷能镀料离子在基体负偏压作用下到达基体进行轰击、溅射、注入及沉积过程。Р磁控溅射离子镀可以在涂层与基体的界面上形成明显的混合界面,提高了涂层的附着强度;可以消除涂层的柱状组织,生成均匀的颗粒状组织结构,涂层组织致密,表面光滑。因此,磁控溅射离子镀已成为涂层沉积的主流技术,广泛应用于工模具耐磨涂层、装饰涂层、防蚀涂层、磁性涂层,并不断向各个行业扩大和深化其应用,包括光学元件、医学生物材料、半导体和超导材料等。Р较之CVD技术,PVD技术具有显著的优点:沉积温度在500℃以下,不影响基体材料强度,可用于高速钢精密刀具的涂层处理;对环境无不利影响。自20世纪70年代以来,国外PVD技术得到迅速发展和推广应用,到80年代末,工业发达国家高速钢复杂工具进行PVD涂层处理的比例已超过60%[7]。
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