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电弧蒸发
电弧蒸发是物理气相沉积的一种方式。

什么是电弧蒸发?
       电弧蒸发是物理气相沉积的一种方式,PVD应用于硬质涂层方面就是从电弧技术开始的,电弧技术最早起源于电焊,将被蒸发的固体金属(靶材)置于真空腔室内,产生辉光放电后,在靶材表面运行,靶材在很小的范围内蒸发,大概是几个微米大小。电弧的运动是由磁场所控制的,蒸发出的金属离子形成的等离子体将沉积于工件表面,这些工件是在真空腔内旋转运动,电弧制备的涂层通常被用于工具和零部件的表面涂层,例如,TiN, AlTiN, AlCrN, TiSiN, TiCN, CrCN 和 CrN。蒸发的金属被电离同时加速进入电场,电弧工艺中实现蒸发材料的高度电离,沉积涂层具有优异的附着力。

电弧工艺示意图
                               电弧工艺的示意图

电弧技术的优点:
+ 高沉积速率(~1-3 µm/h) 
+ 高离化率,形成结合力好,致密的涂层 
+ 靶材冷却,涂层工件受热较少,这样可以在低于100°C以下沉积 
+ 可以蒸发多种成分的金属,剩余固态靶材成分不变 
+ 阴极可以放置在任何位置(水平、垂直、上部和下部),设备设计灵活

电弧技术的主要缺点:
- 靶材材料受限
- 只能使用金属(不包含氧化物),导致蒸发温度不会低 
- 由于很高的电流密度,一些靶材材料以小液滴的形式被蒸发溅出