PVD概述

物理气相沉积(PVD)是一种表面处理的标准化称谓从高精密加工刀具、装饰件、高要求机械零部件、到高精密模具等等领域有着极为广泛的用途。它是一种真正能够获得纳米级涂层且无污染的环保型表面处理方法。在不影响工件原来的尺寸情况下,通过PVD方法制成的薄膜可以用来改善表面外观,提高表面强度、增强耐磨性、而且具有很好的导热、防腐蚀及防刮擦的能力。

PVD涂层大量运用在需要高耐磨性要求的一些机械零部件上,如齿轮、活塞、轴类零件、各类传动零件、机加工刀刃具、模具等等领域来减少能量损耗及对润滑剂的要求。

PVD基本原理图

真空磁控离子溅射真空阴极弧物理蒸发技术,是PVD镀膜技术获得功能涂层的两种常用方法

  • 真空磁控离子溅射
  • 真空阴极弧物理蒸发技术

真空磁控离子溅射是一种较为成熟且被广泛应用于功能性和装饰性镀膜领域中的技术。在真空磁控离子溅射过程中,磁场被施加在溅射靶的表面以限制高密度的等离子体。离化的氩离子被加速打在加有负电压的阴极(靶材)上。离子与阴极的碰撞使得靶材被溅射出带有平均能量4~6 eV的颗粒。这些颗粒沉积在放于靶前方的被镀工件上,形成薄膜。然而,真空磁控离子溅射的靶材离化率在10%左右,因些通过磁控离子所沉积的薄膜在硬度和附着力方面多受到了一定的限制

是一种近年来发展起来的新技术。它类似于却不同于氩弧焊。真空阴极弧物理蒸发过程包括将高电流,低电压的电弧激发于靶材之上,并产生持续的金属离化。被离化的金属离子以60至100eV平均能量蒸发出来形成高度激发的离子束,在含有惰性气体或反应气体的真空环境下沉积在被镀工件表面。真空阴极弧物理蒸发靶材的离化率在90%左右,所以与磁控离子溅射相比,沉积薄膜具有更高的硬度和更好的结合力。然而,由于阴极弧蒸发 过程非常激烈,与蒸发过程较为平和的磁控离子溅射相比,阴极弧蒸发过程中会产生较多的有害杂质颗粒,这限制了真空阴极弧物理蒸发在要优质表面质量场合的应用。