多弧離子鍍技術(shù)的核心是電弧蒸發(fā)源，這種新型蒸發(fā)源是一種冷陰極電弧放電型自蒸發(fā)自離化式固體蒸發(fā)源，它與其它傳統(tǒng)離子鍍蒸發(fā)源相比具有以下顯著特點(diǎn)：
　　
　?、俪练e速率高，對(duì)TiN來(lái)說可達(dá)100nm/s～1000nm/s;
　　
　?、陔x化率高，一般可到60%～80%：
　　
　?、垭x子能量高：
　　
　?、芄ぷ?a href="http://barher.cn" target="_blank" class="keylink">真空范圍寬；
　　
　?、莨腆w蒸發(fā)源，靶面形狀、尺寸、位置可變；
　　
　　⑥膜層致密性高，強(qiáng)度與耐久性好。
　　
　　這種蒸發(fā)源既可蒸鍍金屬材料、合金材料，也可以進(jìn)行反離子鍍。它可以鍍制TiN、TiC等超硬膜，Al、Ag、Cu、Cr、Y等高溫低溫耐腐蝕膜，不銹鋼、黃銅、鎳鉻等裝飾保護(hù)膜，WC類金剛石等特硬膜，在機(jī)械、化工、冶金、輕工、電子、采礦地質(zhì)、國(guó)防等領(lǐng)域具有廣泛的用途。當(dāng)前z*突出的應(yīng)用就是刀具氮化鈦超硬涂層。
　　
　　電弧蒸發(fā)源的工作機(jī)理是冷陰極自持弧光放電，其物理基礎(chǔ)是場(chǎng)致發(fā)射。電弧蒸發(fā)源的典型結(jié)構(gòu)示意圖如圖10-24所示。被鍍材料接陰極，真空室接陽(yáng)極，真空室抽至較高真空，當(dāng)引發(fā)電極啟動(dòng)器接觸拉開時(shí)，陰極與陽(yáng)極之間即形成穩(wěn)定的電弧放電，陰極表面布滿飛速游動(dòng)的陰極斑、陰極斑的直徑約為1μm～2μm，閃耀的光斑直徑約為10μm，移動(dòng)速度為幾十米每秒，電流密度105A/cm²～107A/cm²，極間電壓降至20V～40V。陰極熱斑的正前方是高密度的金屬等離子體，其中電子向陽(yáng)極快速運(yùn)動(dòng)，離子“相對(duì)靜止”在鍍膜空間，陰極斑點(diǎn)前面正離子的堆積形成正空間電荷，在陰極近表面形成高強(qiáng)電場(chǎng)105V/cm—106V/cm，克服陰極中的勢(shì)壘，產(chǎn)生強(qiáng)大的電子發(fā)射，以維持放電，而部分離子對(duì)陰極的轟擊，使陰極斑點(diǎn)局部繼續(xù)迅速高溫蒸發(fā)，并在空間迅速離化，使這種陰極斑變成微點(diǎn)蒸發(fā)源。這些微點(diǎn)蒸發(fā)源在磁場(chǎng)和屏蔽絕緣的作用下束縛在陰極靶正面的范圍內(nèi)，無(wú)規(guī)則地移動(dòng)，從而形成大面積均勻的蒸發(fā)源?；“叩拇笮∮呻娏髡{(diào)節(jié)控剖，弧斑的運(yùn)動(dòng)則由磁場(chǎng)、屏蔽、陰極材質(zhì)、表面形狀等確定。
　　
　　以若干個(gè)電弧蒸發(fā)源為核心的離子鍍?cè)O(shè)備，稱之為多弧離子鍍，或稱電弧鍍，或弧鍍。其原理示意圖如圖10-25所示。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　
　　①膜層性能優(yōu)良。全離化金屬等離子體對(duì)工件轟擊加熱，轟擊、清洗、沉積鍍膜，一弧三用，膜層結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)致密。
　　
　　②離子鍍膜工藝范圍寬?？梢栽谳^低溫度(200℃)或較高真空下進(jìn)行離子鍍和反應(yīng)鍍。
　　
　?、坼兡た臻g大。固體蒸發(fā)源安置靈活，工件裝卡更換簡(jiǎn)單，不另加加熱器。
　　
　?、茉O(shè)備簡(jiǎn)單、工作周期短、生產(chǎn)效率高，適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)。