離子鍍膜設備起源于20世紀50年代D.M.Maiox提出的理論,且在當時開始有了對應的實驗;直到1971年,Chamber等發(fā)表電子束離子鍍膜技術;而反應蒸鍍(ARE)技術則是在1972年的Bunshah報告所指出,此時產(chǎn)生了TC及TN等超硬質的薄膜類型;同樣是在1972年,Smith和Moley在鍍膜工藝中采用了空心陰極技術。到了20世紀80年代,我國離子鍍終于達到工業(yè)應用的水準,相繼出現(xiàn)了真空多弧離子鍍及電弧放電型離子鍍等鍍膜工藝。
真空離子鍍的整個工作過程是:首先先將真空室抽真空,待至真空環(huán)境壓力抽至4X10-3Pa之上,需要把高壓電源接通,在基材與蒸發(fā)器間構建一個低壓放電氣體的等離子低溫區(qū)域。用50OV直流負高壓連接基材電極,從而形成陰極的輝光放電。惰性氣體離子是在負輝光區(qū)附近產(chǎn)生的,其進入陰極暗區(qū)被電場加速并對基材表面進行轟擊,這是一個清洗過程,之后就進入鍍膜過程,通過轟擊加熱的作用,氣化一些鍍料,等離子區(qū)內進入原子,與電子及惰性氣體離子產(chǎn)生碰撞,也有少部分發(fā)生離化,對于這些離化后的離子擁有高能量會對薄膜表面進行轟擊,一定程度上會改善膜層質量。
真空離子鍍的原理是:在真空室中,利用氣體的放電現(xiàn)象或蒸發(fā)物質的離化部分,在蒸發(fā)物質離子或氣體離子的轟擊作用下,同時沉積這些蒸發(fā)物或其反應物在基材上得到薄膜。離子鍍膜設備把真空蒸發(fā)、等離子體技術與氣體輝光放電這三項技術結合起來,不單是使膜層質量明顯改進了,而且還讓薄膜應用范圍擴大了。該工藝的優(yōu)點是繞射性強、薄膜附著力好、可鍍膜材多樣等。離子鍍原理是由D.M.Matox**提出的,離子鍍有很多種類,較為常見的是蒸發(fā)加熱方式這一類,有電阻加熱、電子束加熱、等離子電子束加熱、高頻感應加熱等各種加熱方式的離子鍍膜裝置。