一、离子镀的特点

离子镀与蒸发镀、溅射镀相比的最大特点是荷能离子一边轰击基片与膜层，一边进行沉积。荷能离子的轰击作用产生一系列的效应，具体如下:

(1)膜/基结合力(附着力)强，膜层不易脱落。由于离子轰击基片产生的溅射作用，使基片受到清洗、激活及加热，去除了基片表面吸附的气体和污染层，同时还可去除基片表面的氧化物。离子轰击时产生的加热和缺陷可引起基片的增强扩散效应，提高了基片表面层组织的结晶性能，提供了合金相形成的条件。较高能量的离子轰击，还可出现离子注入和离子束混合效应。

(2)绕射性好，改善了表面的覆盖度。由于膜材蒸发原子在压力较高的情况下(≥1Pa)被电离，其蒸气的离子或分子在它到达基体前的路程上将会遇到气体分子的多次碰撞，因此可使膜材粒子散射在基片的周围，而且被电离的膜材粒子也将在电场的作用下易于沉积在具有负电位基体表面的任意位置上，因此离子镀就可以在基体的所有表面上沉积薄膜。而这一点蒸发镀是无法达到的。因此，在普通的真空蒸镀中，如果蒸发达到较高的气压时，会造成蒸气相在空间成核，结果会以细粉末的形式沉积，而在离子镀的气体放电中，气相成核的粒子将呈现负电位，从而会受到处于负电位的基体的排斥。

(3)镀层质量好。由于离子轰击可提高膜的致密度，改善膜的组织结构，使得膜层的均匀度好，镀层组织致密，针孔和气泡少，因此提高了膜层质量。

(4)沉积速率高，成膜速度快，可镀制 30um 的厚膜。

(5)镀膜所适用的基体材料与膜材范围广泛。适用于在金属或非金属表面上镀制金属、化合物、非金属材料的膜层，如在钢铁、有色金属、石英、陶瓷、塑料等各种材料的表面镀膜。由于等离子体的活性有利于降低化合物的合成温度，离子镀可以容易地镀制各种超硬化合物薄膜。

二、离子镀技术的应用

由于离子镀具有上述特点，所以其应用范围极为广泛。利用离子镀技术可以在金属、合金、导电材料，甚至非导电材料(采用高频偏压)基体上进行镀膜。离子镀沉积的膜层可以是金属膜、多元合金膜、化合物膜;既可镀单一镀层，也可镀复合镀层，还可以镀梯度镀层和纳米多层镀层。采用不同的膜材，不同的反应气体以及不同的工艺方法和参数,可以获得表面强化的硬质耐磨镀层，致密且化学性质稳定的耐蚀镀层，固体润滑镀层，各种色泽的装饰镀层，以及电子学、光学、能源科学等所需的特殊功能镀层。目前，离子镀技术和离子镀的镀层产品已得到非常广泛的应用。下表给出了适用于不同基片材料上的离子镀膜的特点及用途。

离子镀膜的特点及用途

离子镀技术特别适用于沉积硬质薄膜。离子镀硬质耐磨镀层广泛应用于刀具、模具抗磨零件作超硬抗磨损保护膜。常用膜系包括 TiN、ZrN、HfN、TiAlN、TiC、TiCN、CrN、Al2O3等，此外，还有更坚硬的类金刚石(DLC)、TiB2和碳氮(CNx)膜。

被镀基体材质包括高速钢、模具钢、硬质合金、高级合金钢等。镀层厚度一般为2.5~5μm。镀膜产品包括钻头、铣刀、齿轮刀具、拉刀、丝锥、剪刀、刮面刀片、铸模、注塑模、磁粉成型模、冲剪模以及汽车的耐磨件、医疗器械等。这些超硬镀层大大提高了工模具的抗磨损能力，延长了使用寿命(如 TiN 涂层麻花钻头，使用寿命可提高 3~10倍)，降低了生产成本，提高了加工精度。

离子镀技术还广泛用于其他功能膜的制备，比如，微型磁头的DLC保护膜、陀螺仪用轴承的干式固体润滑膜(MOS2，DLC)以及各种磁性膜系、通信和电子器件的功能膜等。