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電弧蒸發
電弧蒸發是物理氣相沉積的一種方式。

什么是電弧蒸發?
       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。

電弧工藝示意圖
                               電弧工藝的示意圖

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