空心陰極離子鍍已廣泛應用于裝飾、工具、模具及其它特種涂層。HCD法利用熱陰極放電產(chǎn)生等離子體束，以空心鉭管作陰極。輔助陽極距陰極較近，兩者作為引燃弧光放電的兩極。HCD槍引燃方式有兩種：其一在鉭管處施加高頻電場，使鉭管通入的氬氣電離，氬離子轟擊鉭管，受熱升溫達到熱電子發(fā)射溫度時，產(chǎn)生等離子電子束；其二是在陰極鉭管與輔助陽極之間加300V左右直流電壓，鉭管通入氬氣，在10Pa—1Pa氬氣氣氛下，鉭管與輔助陽極間發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生氬離子轟擊鉭管，當其溫度達2300K—2400K時，鉭管表面發(fā)射出大量電子后，由輝光放電轉(zhuǎn)變?yōu)榛」夥烹姡藭r電壓下降到30V-60V，在陰一陽極之間接通主電源，即可引出等離子電子束。
　　
　　圖10-20示出了HCD裝置示意圖。它由水平位置HCD槍、水冷銅坩堝、基片架、真空室、抽氣機組等組成。HCD槍引出的電子束經(jīng)聚焦后，在偏轉(zhuǎn)極場作用下轉(zhuǎn)900，在坩堝聚焦磁場作用下，束徑變小聚于坩堝中蒸發(fā)鍍材。
　　
　　空心陰極離子鍍特點：①離化程度高，帶電粒子密度大，且有大量高能中性粒子。由于HCD法較其它離子鍍電子束流高100倍，因而其離化率較其它方法高3～4個數(shù)量級，而實測金屬離子產(chǎn)生率為22%—40%。②離子轟擊基片，除掉了氧化物，在膜一基界面形成“偽擴散層”，鍍層附著力好，膜質(zhì)均勻致密，不僅能鍍金屬Ti、Cr、Mo，也可以進行反應鍍TiN、TiC、CrC等硬質(zhì)膜。③可用一般低壓大流設備電源，因而使電氣系統(tǒng)操作簡單、安全。設備成本低。④工作壓力范圍寬，在10Pa～10-2 Pa范圍內(nèi)均可。⑤改善表面覆蓋度，增加繞射性。