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電弧蒸發是物理氣相沉積的一種方式，PVD應用于硬質涂層方面就是從電弧技術開始的，電弧技術最早起源于電焊，將被蒸發的固體金屬（靶材）置于真空腔室內，產生輝光放電后，在靶材表面運行，靶材在很小的范圍內蒸發，大概是幾個微米大小。電弧的運動是由磁場所控制的，蒸發出的金屬離子形成的等離子體將沉積于工件表面，這些工件是在真空腔內旋轉運動，電弧制備的涂層通常被用于工具和零部件的表面涂層，例如，TiN, AlTiN, AlCrN, TiSiN, TiCN, CrCN 和 CrN。蒸發的金屬被電離同時加速進入電場，電弧工藝中實現蒸發材料的高度電離，沉積涂層具有優異的附著力。

電弧技術的優點：
+ 高沉積速率(~1-3 μm/h) 
+ 高離化率，形成結合力好，致密的涂層 
+ 靶材冷卻，涂層工件受熱較少，這樣可以在低于100°C以下沉積 
+ 可以蒸發多種成分的金屬，剩余固態靶材成分不變 
+ 陰極可以放置在任何位置（水平、垂直、上部和下部），設備設計靈活

電弧技術的主要缺點：
- 靶材材料受限
- 只能使用金屬（不包含氧化物），導致蒸發溫度不會低 
- 由于很高的電流密度，一些靶材材料以小液滴的形式被蒸發濺出

真空蒸發鍍膜是在真空條件下，用蒸發器加熱蒸發物質，使之升華，蒸發粒子流直接射向基片，并在基片上沉積形成固態薄膜，或加熱蒸發鍍膜材料的真空鍍膜方法。

物理過程由物料蒸發輸運到基片沉積成膜，其物理過程為： 采用幾種能源方式轉換成熱能，加熱鍍料使之蒸發或升華，成為具有一定能量(0.1~0.3eV) 的氣態粒子(原子、分子或原子團)； 離開鍍料表面，具有相當運動速度的氣態粒子以基本上無碰撞的直線飛行輸運到基體表面； 到達基體表面的氣態粒子凝聚形核生長成固相薄膜；組成薄膜的原子重組排列或產生化學鍵合。

蒸發熱力學液相或固相的鍍料原子或分子要從其表面逃逸出來，必須獲得足夠的熱能，有足夠大的熱運動。當其垂直表面的速度分量的動能足以克服原子或分子間相互吸引的能量時，才可能逸出表面，完成蒸發或升華。加熱溫度越高，分子動能越大，蒸發或升華的粒子量就越多。蒸發過程不斷地消耗鍍料的內能，要維持蒸發，就要不斷地補給鍍料熱能。顯然，蒸發過程中，鍍料汽化的量(表現為鍍料上方的蒸氣壓) 與鍍料受熱(溫升) 有密切關系。因此，鍍層生長速度與鍍料蒸發速度密切相關。

蒸發粒子與基材碰撞后一部分被反向，另一部分被吸附。吸附原子在基材表面發生表面擴散，沉積原子之間產生兩維碰撞，形成簇團，有的在表面停留一段時間后再蒸發。原子簇團與擴散原子相碰撞，或吸附單原子，或放出單原子，這種過程反復進行。當原子數超過某臨界時就變為穩定核，再不斷吸附其他及化合物原子而逐步長大，最后與鄰近穩定核合并，進而變成連續膜。

濺射是物理氣相沉積技術的另一種方式，濺射的過程是由離子轟擊靶材表面，使靶材材料被轟擊出來的技術。惰性氣體，如氬氣，被充入真空腔內，通過使用高電壓，產生輝光放電，加速離子到靶材表面，氬離子將靶材材料從表面轟擊（濺射）出來，在靶材前的工件上沉積下來，通常還需要用到其它氣體，如氮氣和乙炔，和被濺射出來的靶材材料發生反應，形成化合物薄膜。濺射技術可以制備多種涂層，在裝飾涂層上具有很多優點（如Ti、Cr、Zr和碳氮化物），因為其制備的涂層非常光滑，這個優點使濺射技術也廣泛應用于汽車市場的摩擦學領域（例如，CrN、Cr2N及多種類金剛石（DLC）涂層）。高能量離子轟擊靶材，提取原子并將它們轉化為氣態，利用磁控濺射技術，可以對大量材料進行濺射。

濺射技術的優點：
+ 靶材采用水冷，減少熱輻射
+ 不需要分解的情況下，幾乎任何金屬材料都可以作為靶材濺射
+ 絕緣材料也可以通過使用射頻或中頻電源濺射
+ 制備氧化物成為可能（反應濺射）
+ 良好的涂層均勻性
+ 涂層非常光滑（沒有液滴）
+ 陰極（最大2m長）可以放置在任何位置，提高了設備設計的靈活性

濺射技術的缺點：
- 與電弧技術比較，較低的沉積速率
- 與電弧相比，等離子體密度較低（~5%），涂層結合力和涂層致密度較低

濺射技術有多種形式，這里我們將解釋其中的一些，這些濺射技術都能在匯成真空生產的真空鍍膜設備上實現。
+ 磁控濺射 使用磁場保持靶材前面等離子體，強化離子的轟擊，提高等離子體密度。
+ UBM 濺射是非平衡磁控濺射的縮寫。使用增強的磁場線圈加強工件附近的等離子密度?？梢缘玫礁又旅艿耐繉印Ｔ赨BM過程中使用了更高的能量，所以溫度也會相應升高。
+ 閉合場濺射 運用磁場分布限制等離子體于閉合場內。降低靶材材料對真空腔室的損失并使等離子體更加靠近工件。可以得到致密涂層，并且使真空腔室保持相對清潔。
+ 孿生靶濺射（DMS）是用來沉積絕緣體涂層的技術。交流電（AC）作用在兩個陰極上，而不是在陰極和真空腔室之間采用直流（DC）。這樣使靶材具有自我清理功能。孿生靶磁控濺射用來高速沉積如氧化物涂層。
+ HIPIMS+ （高功率脈沖磁控濺射）采用高脈沖電源提高濺射材料的離化率。運用HIPIMS+ 制備的涂層兼具了電弧技術和濺射技術的優點。HIPIMS+ 形成致密涂層，具有良好涂層結合力，同時也是原子級的光滑和無缺陷的涂層。

PVD 是物理氣相沉積的縮寫，PVD是在真空狀態下材料蒸發沉積的技術，真空腔室是必備的條件，以避免蒸發出的材料和空氣反應，PVD涂層用來制備新的、具有額外價值和特點的產品，如絢麗的色彩、耐磨損能力和降低摩擦。利用物理氣相沉積 (PVD) 工藝，通過冷凝大部分金屬材料并與氣體結合，如氮，形成涂層。 基體材料是從固態轉化為氣態，并如在電弧工藝中一樣被接受到的熱能電離，或者如在濺射工藝中一樣由動能電離。PVD技術是環保無污染的，總體來講，匯成真空專注于PVD鍍膜。