什么是物理气相沉积（Pvd）？高性能涂层技术指南

物理气相沉积（PVD）是一种涂层技术，包括将固体材料（靶材）气化成气态，然后凝结在基底上形成薄膜。该过程在真空室中进行，以尽量减少污染并确保对沉积的精确控制。PVD 方法包括溅射、热蒸发和电弧放电，每种方法都利用不同的能源使目标材料气化。气化后的原子穿过腔体，沉积在基底上，形成耐用的高性能涂层。PVD 被广泛应用于要求高附着力、耐腐蚀性和高熔点材料涂层能力的应用领域。

要点说明：

真空环境:
- PVD 工艺在真空室中进行，以减少可能干扰沉积的背景气体的存在。
- 真空环境可确保气化原子不受阻碍地到达基底，从而获得干净、高质量的涂层。
目标材料的汽化:
- 使用几种方法中的一种蒸发目标材料，通常是固体：
  - 热蒸发:利用电阻加热或电子束将靶加热至蒸发点。
  - 溅射:高能离子轰击目标，使原子从目标表面脱落。
  - 电弧放电:电弧使目标材料气化。
- 这些方法可将固体靶材转化为气相，使其能够通过腔室。
气化原子的传输:
- 一旦汽化，目标材料的原子或分子就会穿过真空室。
- 低压环境确保了与其他粒子的碰撞最小化，从而使蒸气能够有效地到达基底。
在基底上凝结:
- 气化的原子凝结在基材表面，形成一层薄膜。
- 薄膜与基底的附着力通常很强，从而形成经久耐用的涂层。
- 该工艺通常是 "视线 "工艺，即原子沿直线移动，只沉积在直接暴露于蒸汽流的表面上。
薄膜厚度和特性的控制:
- 沉积薄膜的厚度和特性可通过调整以下参数来控制：
  - 沉积速率:使用石英晶体速率监测器等工具进行监测。
  - 腔室压力:较低的压力可减少污染并提高薄膜质量。
  - 基底温度:通常保持在 50 至 600 摄氏度之间，以优化粘附性和薄膜结构。
应用和优势:
- PVD 用于制造具有高耐久性、耐腐蚀性和热稳定性的涂层。
- 它适用于使用其他方法难以加工的高熔点材料涂层。
- 常见应用包括
  - 工具和机械的保护涂层。
  - 消费品的装饰涂层。
  - 用于电子和光学设备的薄膜。
与其他沉积方法的比较:
- PVD 与化学气相沉积（CVD）不同，它依靠的是物理过程（气化和冷凝）而不是化学反应。
- PVD 涂层通常比 CVD 涂层更薄、更精确，因此非常适合需要精细控制薄膜特性的应用。

通过了解这些关键点，PVD 工艺设备或耗材的购买者可以就实现所需涂层特性所需的材料、方法和参数做出明智的决定。

汇总表：

主要方面	详细信息
真空环境	减少污染，确保洁净和高质量的涂层。
蒸发方法	热蒸发、溅射、电弧放电。
原子传输	气化原子在低压环境中畅通无阻。
在基底上凝结	在视线范围内形成经久耐用的高附着力薄膜。
控制参数	沉积速率、腔室压力、基底温度。
应用	保护涂层、装饰性表面处理、用于电子产品的薄膜。
与 CVD 的比较	依靠物理过程，涂层更薄、更精确。