*节概述

　　物理气相沉积技能早在20世纪初已有些利用，但在zui近30年迅速停滞，变成一门狭小利用前景的新技能。，并向着环保型、肮脏型趋向停滞。20世纪90年岁初迄今，在钟表行当，尤其是低档手表非金属外观件的名义解决上面达成越来越为宽泛的利用。

　　物理气相沉积（PhysicalVaporDeposition，PVD）技能示意在真空条件下，采纳物理步骤，将资料源——液体或液体名义气化成气态原子团、分子或全体水解成离子，并经过工业气压气体（或等离子体体）内中，在基体名义沉积蓄在那种非凡性能的地膜的技能。

　　物理气相沉积的重要步骤有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体体镀、离子镀膜，及分子束内涵等。停滞到眼前，物理气相沉积技能不仅可沉积非金属膜、合金膜、还能够沉积复合物、陶瓷、半超导体、聚合物膜等。

　　真空蒸镀根本原理是在真空条件下，使非金属、非金属合金或复合物挥发，而后沉积在基体名义上，挥发的步骤罕用电阻加热，高频感应加热，电子柬、激光束、离子束高能轰击镀料，使挥发成气相，而后沉积在基体名义，历*，真空蒸镀是PVD法中运用zui早的技能。

　　溅射镀膜根本原理是充氩（Ar）气的真空条件下，使氩气继续辉光放电，那时氩（Ar）原子团水解成氩离子（Ar+），氩离子在磁场力的作用下，减速轰击以镀料制作的负极靶材，靶材会被溅射进去而沉积到作件名义。那末采纳直流辉光放电，称直流（Qc）溅射，射频（RF）辉光放电导致的称射频溅射。磁控（M）辉光放电导致的称磁控溅射。

　　电弧等离子体体镀膜根本原理是在真空条件下，用引弧针引弧，使真空金壁（阳极）和镀材（负极）之间继续弧光放电，负极名义快捷挪动着多个负极弧斑，一直迅速挥发乃至“异华”镀料，使之水解成以镀料为重要成份的电弧等离子体体，并能迅速将镀料沉积于基体。所以有多弧斑，因而也称多弧挥发离化内中。离子镀根本原理是在真空条件下，采纳那种等离子体体水解技能，使镀料原子团全体水解成离子，同产生许多高能量的中性原子团，在被镀基体上加负偏压。那样在深浅负偏压的作用下，离子沉积于基体名义构成地膜。

　　物理气相沉积技能根本原理可分三个工艺步调：

　　（1）镀料的气化：即便镀料挥发，异华或被溅射，也就是经过镀料的气化源。

　　（2）镀料原子团、分子或离子的迁徙：由气化源供出原子团、分子或离子通过碰撞后，产生多种反响。

　　（3）镀料原子团、分子或离子在基体上沉积。

　　物理气相沉积技能工艺内中容易，对条件改善，无净化，耗材少，成膜匀称致密，与基体的联合力强。该技能宽泛利用于飞行航天、电子、光学、机械、建造、轻工、冶金、资料等畛域，可制备存在耐磨、耐腐饰、装璜、导热、绝缘、光导、压电、磁性、光滑、超导等特点的膜层。随着高高科技及新兴轻工业停滞，物理气相沉积技能涌现了不少新的*的亮点，如多弧离子镀与磁控溅射兼容技能，重型矩形长弧靶和溅射靶，非失调磁控溅射靶，双生靶技能，带状泡沫多弧沉积卷绕镀层技能，条状纤维织物卷绕镀层技能等，运用的镀层成套设施，向电脑全主动，重型化轻工业规模位置停滞。第二节真空蒸镀

（一）真空蒸镀原理

　　（1）真空蒸镀是在真空条件下，将镀料加热并挥发，使一大批的原子团、分子气化并来到液体镀料或来到液体镀料名义（升华）。

　　（2）气态的原子团、分子在真地面通过很少的碰撞迁徙到基体。

　　（3）镀料原子团、分子沉积在基体名义构成地膜。

（二）挥发祥

　　将镀料加热到挥发热度并使之气化，这种加热安装称为挥发祥。zui罕用的挥发祥是电阻挥发祥和电子束挥发祥，非凡用处的挥发祥有高频感应加热、电弧加热、辐射加热、激光加热挥发祥等。

（三）真空蒸镀工艺范例

　　以塑料非金属化为例。真空蒸镀工艺囊括：镀前解决、镀膜及后解决。真空蒸镀的根本工艺内中如次：

　　（1）镀前解决，囊括荡涤镀件和预解决。具体荡涤步骤有荡涤剂荡涤、化学溶剂荡涤、低声波荡涤和离子轰击荡涤等。具体预解决有除静电，涂底漆等。

　　（2）装炉，囊括真空室理清及镀件挂具的荡涤，挥发祥装置、调试、镀件褂卡。

　　（3）抽真空，正常先粗抽至6.6Pa之上，更早翻开放散泵的前级维持真空泵，加热放散泵，待预热剩余后，翻开高阀，用放散泵抽至6×10-3Pa半底真空度。

　　（4）烘烤，将镀件烘烤加热到所需热度。

　　（5）离子轰击，真空度正常在10Pa～10-1Pa，离子轰击电压200V～1kV负低压，离击工夫为5min～30min

　　（6）预熔，调整直流电使镀料预熔，调整直流电使镀料预熔，除气1min～2min。

　　（7）挥发沉积，依据务求调整挥发直流电，直到所需沉积工夫终了。

　　（8）结冰，镀件在真空室内结冰到定然热度。

　　（9）出炉，取件后，开放真空室，抽真空至1×l0-1Pa，放散泵结冰到容许热度，才可开放维持泵和结冰水。

　　（10）后解决，涂面漆。其三节溅射镀膜

　　溅射镀膜是指在真空条件下，利用失掉性能的粒子轰击靶资料名义，使靶材名义原子团失掉剩余的能量而逃逸的内中称为溅射。被溅射的靶材沉积到基材名义，就称作溅射镀膜。

　　溅射镀膜中的入射离子，正常采纳辉光放电失掉，在l0-2Pa～10Pa规模，因而溅射进去的粒子在飞向基体内中中，易和真空室中的气体分子产生碰撞，使静止位置随机，沉积的膜易于匀称。近年停滞起来的规模性磁控溅射镀膜，沉积速率较高，工艺反复性好，便于主动化，已适当于继续重型建造装璜镀膜，及轻工业资料的性能性镀膜，及TGN-JR型用多弧或磁控溅射在卷材的泡沫塑料及纤维织物名义镀镍Ni及银Ag。第四节电弧挥发和电弧等离子体体镀膜

　　许多亮斑，即负极弧斑。弧斑就是电弧在负极左近的弧根。在极小空间的直流电密度*，弧斑尺寸极小，约莫约为1μm～100μm，直流电密度高达l0/cm2～107A/cm2。每个弧斑存在极临时工夫，暴发性地挥发离化负极修正点处的镀料，挥发离化后的非金属离子，在负极名义也会产生新的弧斑，许多弧斑一直产生和失踪，因而又称多弧挥发。

　　zui早设计的等离子体体减速器型多弧挥发离化源，是在负极面前配置磁场，使挥发后的离子失掉霍尔（hall）减*应，无利于离子增大能量轰击量体，采纳这种电弧挥发离化源镀膜，离化率较高，因而又称为电弧等离子体体镀膜。

　　因为镀料的挥发离化靠电弧，因而属于区别于第二节，其三节所述的挥发目的。第七节离子镀

　　离子镀技能zui早在1963年由D.M.Mattox提出，1972年，Bunshah&Juntz推出笼性反响挥发离子镀（AREIP），沉积TiN,TiC等超硬膜，1972年Moley&Smith停滞欠缺了中空热负极离子镀，l973年又停滞出射频离子镀（RFIP）。20世纪80年岁，又停滞出磁控溅射离子镀（MSIP）和多弧离子镀（MAIP）。

（一）离子镀

　　离子镀的根本特点是采纳那种步骤（如电子束挥发磁控溅射，或多弧挥发离化等）使中性粒子水解成离子和电子，在基体上务必强加负偏压，从而使离子对基体产生轰击，适当升高负偏压后，使离子进而沉积于基体成膜。

　　离子镀的长处如次：①膜层和基体联合力强。②膜层匀称，致密。③在负偏压作用下绕镀性好。④无净化。⑤多种基体资料均适宜于离子镀。

（二）反响性离子镀

　　那末采纳电子束挥发祥挥发，在坩埚上方加20V～100V的正偏压。在真空室中导人反响性气体。如N2、O2、C2H2、CH4等接替Ar，或混入Ar，电子束中的高能电子（多少千zui多少万电子伏特），不仅使镀料熔融挥发，而且能在熔融的镀料名义激发出二次电子，该署二次电子在上方正偏压作用下减速，与镀料挥发中性粒子产生碰撞而水解成离子，在作件名义产生离化反响，从而失掉氧化物（如Te02：Si02、Al2O3、ZnO、Sn02、Cr2O3、ZrO2、InO2等）。其特点是沉积率高，工艺热度低。

（三）多弧离子镀

　　多弧离子镀又称作电弧离子镀，因为在负极上有多个弧斑延续出现，故称作“多弧”。多弧离子镀的重要特点如次：

　　（1）负极电弧挥发离化源可从液体负极间接产生等离子体体，而不产生熔池，因而能够肆意方位安排，也可采纳多个挥发离化源。

　　（2）镀料的离化率高，正常达60％～90％，显著普及与基体的联合力改善膜层的性能。

　　（3）沉积速率高，改善镀膜的效率。

　　（4）设施构造容易，弧电源作业在低电压大直流电工况，作业较为保险。