PVD(物理氣相沉積)

PVT公司是采用PVD工藝進行超硬涂層早期的先驅者之一,尤其是使用大面積電弧蒸發源進行電弧蒸發。

完整的PVD工藝是從把已清洗過的工件（通過水基清洗溶液）放入預加熱過的真空室內開始，此后全自動工藝通過以下步驟運行：

• 基體預熱以達到涂層工藝需求的溫度
• 濺射刻蝕，即離子刻蝕或者濺射清洗
• 金屬離子刻蝕
• 沉積
• 冷卻

在真空室排氣后，涂層工件被移出真空爐室。涂層材料是通過電弧蒸發或磁控濺射使其形成汽相或直接氣化進入真空室。

電弧蒸發

電弧蒸發期間，磁導弧在整個涂層材料（靶材）上運行，如Ti, AlTi, AlCr, TiSi等靶材，電弧促使被蒸發的材料幾乎100%離化，離化的金屬蒸氣與反應氣體重組，如Ti+N（氮氣）>TiN(氮化鈦)。由于電弧蒸發具有高內能和極好的均鍍分散能力，所以電弧蒸發工藝可以均勻地沉積結合力非常好的膜層。即使在復雜的形狀，三維立體的工件上（零部件和工具），通過工件的單向、雙向和三向旋轉可以保證膜層的均勻沉積。

根據應用不同而采用不同的工藝，如電弧蒸發配有：

• 恒定直流電源或
• 脈沖直流電源

基體的電偏壓可以通過下面電源以不同的功率級別進行加載：

• 恒定直流偏壓電源或
• 脈沖直流偏壓電源

工藝設計是使電弧均勻地在靶材上運行，以控制和減少微液滴的數量和尺寸，且使靶材的利用率達到最大化。

為實現這個目標，PVT公司開發了PDA（等離子擴散電弧）和HiParc（高能脈沖電弧）工藝，通過這種工藝，電弧被高度擴散，并且電弧采用了高能脈沖模式，其工藝原理如下圖所示：

磁控濺射

磁控濺射（又名濺射）是涂層材料通過氬離子轟擊和釋放而轉化為氣相的涂層工藝，通過這種方式從靶材釋放的涂層原子，部分離化和沉積，而與反應氣體重新結合，如氮氣，這樣所需的涂層材料被沉積到帶有電偏壓基體上。由于這種工藝的低內能和有限的分散能力，所以基體和磁控濺射源之間的距離明顯小于用電弧蒸發?？梢愿鶕趴貫R射工藝來避免微液滴的形成。該工藝的原理如下圖所示。