真空電弧離子鍍是由美國(guó)Multi-Arc公司和Vac-Tec公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的，1981年達(dá)到工業(yè)實(shí)用化階段。
　　
　　電弧離子鍍的原理是基于冷陰極真空弧光放電理論提出的。該理論認(rèn)為放電過(guò)程的電量遷移是借助于場(chǎng)電子發(fā)射和正離子電流這兩種機(jī)制同時(shí)存在且相互制約而實(shí)現(xiàn)的。在放電過(guò)程中，陰極材料大量蒸發(fā)，這些蒸氣分子所產(chǎn)生的正離子在陰極表面附近很短的距離內(nèi)產(chǎn)生極強(qiáng)的電場(chǎng)，在這樣強(qiáng)的電場(chǎng)作用下，電子產(chǎn)生“場(chǎng)電子發(fā)射”，而逸到真空中去，其發(fā)射的電流密度Jc表達(dá)式為
　　
　　而正離了流可占總的電弧電流的10%左右，但在理論計(jì)算上尚存在一定難度，還不能夠確切地建立和求解陰極弧光輝點(diǎn)內(nèi)的質(zhì)量、能量和電量的平衡關(guān)系。
　　
　　電弧法涉及到從陰極弧光輝點(diǎn)放出的陰極物質(zhì)的離子。陰極弧光輝點(diǎn)是存在于極小的空間的高電流密度高速變化的一種現(xiàn)象，其機(jī)理尚不完全清楚。按J．E．Daolder的解釋，能較好地利用圖10-23說(shuō)明這一現(xiàn)象。
　　
　　①被吸到陰極表面的金屬離子形成空間電荷層。由此產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)使陰極表面上功函數(shù)小的點(diǎn)（晶界或微裂紋）開(kāi)始發(fā)射電子。
　　
　　②個(gè)別發(fā)射電子密度高的點(diǎn)產(chǎn)生高密度的電流，該電流產(chǎn)生的焦耳熱使該點(diǎn)溫度上升而進(jìn)一步發(fā)射熱電子。這種反饋?zhàn)饔檬闺娏骶植考小?br /> 　　
　?、塾捎陔娏骶植考挟a(chǎn)生的焦耳熱使陰極材料在此局部產(chǎn)生爆發(fā)性的等離子化而發(fā)射電子和離子，然后留下放電痕。同時(shí)放出熔融的陰極材料粒子。
　　
　　④發(fā)射的離子中的一部分被吸回陰極表面再次形成空間電荷層，產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，又使新的功函數(shù)小的點(diǎn)開(kāi)始發(fā)射電子。
　　
　　這個(gè)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，弧光輝點(diǎn)在陰極表面上激烈地、無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)?；」廨x點(diǎn)過(guò)后，在陰極表面上留下分散的放電痕。研究結(jié)果表明，陰極輝點(diǎn)的數(shù)量一般與電流成正比增加，因此可以認(rèn)為每一個(gè)輝點(diǎn)的電流是常數(shù)，并隨陰極材料的不同而異，見(jiàn)表10-13。
　　
　　上述陰極輝點(diǎn)極小，有關(guān)資料測(cè)定為1μm～100μm。所以輝點(diǎn)內(nèi)的電流密度值可達(dá)105A/cm²～107A/cm²。這些輝點(diǎn)猶如很小的發(fā)射點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)的延續(xù)時(shí)間很短，約為幾至幾十微秒。在此瞬間過(guò)后，電流又分布到陰極表面的其他輝點(diǎn)上，建立起足夠的發(fā)射條件，致使輝點(diǎn)附近的陰極材料大量蒸發(fā)，從而達(dá)到成膜的目的。