物理沉積氣相法是制備PVD涂層的主流方法，包括真空鍍膜技術(shù)、磁控濺射技術(shù)以及電弧離子鍍技術(shù)，其中，離子鍍制備PVD涂層時(shí)，離化率高，沉積速率快，具有入射離子能量大、膜基結(jié)合高、涂層質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用面廣，實(shí)用性強(qiáng)，作為硬質(zhì)膜涂層手段，在刀具和各種工模具上已獲得廣泛應(yīng)用。但是，這種PVD涂層可能存在大顆粒污染，導(dǎo)致涂層表面粗糙，孔隙率增加，涂層性能不穩(wěn)定，影響使用。下面，小編為大家分享一下改善PVD涂層大顆粒方法有哪些吧。

　　一、引入稀土元素

　　在陰極靶和PVD涂層中引入稀士元素，以減少離子鍍微粒和提高涂層致密度，并通過稀土改性機(jī)制，改善涂層的物理力學(xué)性能和高溫性能，其效果是很顯著的。稀土Ce對減少液滴作用顯著，經(jīng)稀土改性的PVD涂層，不僅液滴密度小，而且大的液滴也少。稀土Ce改善涂層顆粒狀況的原因應(yīng)與稀土提高靶材的冶金質(zhì)量直接相關(guān)。

　　稀土C e在冶金過程中的除氣、脫硫凈化和使金屬材料增韌的作用已為人共知。在靶材中加入適量的稀元素Ce，可改善材料的冶金質(zhì)量和組織性能。高質(zhì)量的靶材成分均、晶粒細(xì)小致密、孔隙少，可使從陰極發(fā)射的微粒細(xì)化；同時(shí)?？蓽p小高溫下封閉孔隙中的氣體突然膨脹時(shí)產(chǎn)生的高壓導(dǎo)致陰極弧斑微熔池區(qū)材料碎裂和飛濺的幾率；由于靶材組織性能的改善亦河避免或減輕在局部電場作用下或熱彈性應(yīng)力導(dǎo)致的結(jié)合較弱材料的崩塌飛離，從而大大地抑制和減少大顆粒的形成。除Ce外，Y或La等稀土元素也有相近的作用。

　　二、新型電磁系統(tǒng)

　　這項(xiàng)技術(shù)是從改進(jìn)陰極靶和等離子體光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮的。思路是設(shè)計(jì)全新的靶內(nèi)外磁場結(jié)構(gòu)，包括特殊的電磁線圈和設(shè)置一定結(jié)構(gòu)的永磁體，使其在陰極靶上形成一個(gè)拱形磁場系統(tǒng)，以控制及調(diào)節(jié)陰極弧斑的運(yùn)行軌跡,加快其運(yùn)動(dòng)速度，減少弧斑在靶面某一點(diǎn)的停留時(shí)間。

　　三、安裝增加擋板

　　研究表明，大顆粒主要分布于與電弧靶表面成60°角的空間，可在電弧靶前安裝擋板來減少膜層的大顆粒，使大顆粒污染得到改善。大顆粒密度由無擋板時(shí)的2.3 x 105/mm2降低至1.4 x103/mm2，至大顆粒尺寸在2μm以下，而擋板影響區(qū)域之外的位置顆粒密度變化不大。但安裝擋板后，除沉積速率下降外，PVD涂層的性能也受影響。

　　四、空心陰極技術(shù)

　　在電弧離子鍍沉積PVD涂層時(shí)，引入空心陰極發(fā)射的電子束，使制備的涂層大顆粒尺寸減小，但此方法要在常規(guī)離子鍍設(shè)備中加裝空心陰極裝置。

　　五、彎曲磁過濾器

　　利用彎曲弧磁過濾器將大顆粒與等離子體分離，將等離子體引入沉積室的方法，取得了較好的效果，但該方法的沉積速率比普通電弧離子鍍降低很多。此方法應(yīng)該可以得到目前電弧技術(shù)的所能做到的良好表面。

　　以上就是改善PVD涂層大顆粒方法有哪些相關(guān)內(nèi)容介紹，在制備PVD涂層時(shí)，可以參考上述五種方法，確保涂層表面結(jié)構(gòu)致密，孔隙率低，性質(zhì)穩(wěn)定，這樣涂層的使用效果會(huì)更好。