第1章 PVD涂层的研究进展 1
1.1 PVD涂层技术概述 6
1.1.1真空涂层技术的发展 6
1.1.2 PVD涂层的基本概念及其特点 7
1.1.3现代涂层设备 8
1.2 PVD涂层技术的研究概述 11
1.2.1硬质合金涂层的特点 12
1.2.2硬质合金的涂层方法 12
1.2.3高温化学气相沉积涂层 12
1.2.4物理气相沉积涂层 13
1.2.5等离子化学气相沉积涂层 13
1.2.6中温化学气相沉积涂层 14
1.2.7离子辅助物理气相沉积涂层 14
1.2.8涂层硬质合金的种类 15
第2章 PVD技术原理 19
2.1 PVD涉及的真空基础与概论 19
2.1.1真空概念 19
2.1.2真空区域的划分 19
2.1.3与PVD相关的低温等离子体概述 20
2.1.4真空获得与抽气概念 21
2.1.5 PVD与水电镀的比较 23
2.2蒸镀技术 23
2.2.1真空蒸发的原理 23
2.2.2真空蒸发的优缺点 24
2.2.3真空蒸发镀膜过程 24
2.2.4饱和蒸汽压相关理论 25
2.2.5蒸发所需热量和蒸发离子的能量 28
2.2.6蒸镀的分类 30
2.3磁控溅射技术 34
2.3.1溅射镀膜原理 34
2.3.2直流溅射 38
2.3.3直流磁控溅射 38
2.3.4射频溅射 41
2.3.5脉冲溅射 49
2.4阴极电弧技术 53
2.4.1真空阴极弧的发展历程 53
2.4.2脉冲偏压阴极弧镀膜 57
2.4.3阴极电弧制备薄膜的应用 59
2.4.4阴极电弧等离子体沉积技术的优点及特性 60
2.4.5阴极电弧等离子体沉积技术 63
2.5不同涂层技术之间的比较 64
第3章 PVD涂层技术工艺 65
3.1 PVD涂层的前处理工艺 66
3.1.1清洗 66
3.1.2去毛刺 71
3.1.3喷砂 72
3.1.4抛光 79
3.2 PVD涂层的制造工艺 82
3.3 PVD涂层的后处理工艺 84
3.4 PVD涂层的退涂层工艺 86
第4章 PVD涂层的结构与性能 88
4.1气相沉积技术概述 88
4.1.1气相沉积技术及其分类 88
4.1.2 PVD和CVD的技术特性比较 89
4.1.3 PVD涂层的发展趋势 89
4.2 PVD涂层的组织结构 91
4.2.1涂层的组织形貌 91
4.2.2涂层的晶体结构 92
4.3 PVD涂层的物理性能 95
4.3.1涂层的硬度 95
4.3.2涂层的结合力 95
4.3.3涂层的内应力 96
4.3.4涂层的抗弯强度 96
4.3.5涂层的断裂韧性 97
4.3.6涂层的摩擦磨损性能 98
4.4 PVD涂层的化学性能 99
4.4.1不同涂层试样的氧化动力学分析 99
4.4.2不同涂层试样氧化后的组织形貌分析 101
第5章 PVD涂层的化学成分控制 103
5.1 PVD涂层的靶材选择 103
5.1.1靶材的分类和形状 103
5.1.2靶材的性能与要求 106
5.1.3靶材的制造工艺 106
5.1.4靶材的利用率 107
5.1.5靶材的选择注意事项 110
5.1.6钛铝靶材制造及应用 110
5.1.7新靶材应用：铬硅、钛硅、钛铝硅靶 111
5.2 PVD涂层的主要设备 111
5.2.1 真空蒸发镀膜原理 111
5.2.2 PVD电弧离子镀原理 112
5.2.3 PVD磁控溅射原理 112
5.2.4 PVD镀膜设备组成 114
5.3 PVD的微纳米化 117
5.3.1纳米涂层的优点 117
5.3.2 PVD制备纳米涂层 118
5.3.3纳米涂层未来需要解决的问题 119
第6章 PVD涂层的质量控制 120
6.1 PVD涂层的外观检验 120
6.1.1剥落 120
6.1.2色差 120
6.2涂层厚度与检测 121
6.2.1涂层厚度的定义 121
6.2.2 PVD涂层的厚度检验 121
6.3 PVD涂层的结合力检验 124
6.3.1划痕测试法 125
6.3.2压痕测试法 125
6.3.3球痕测试法 128
6.4 PVD涂层的硬度检验 128
6.4.1维氏硬度 128
6.4.2努氏硬度 129
6.4.3维氏硬度与努氏硬度比较 130
6.5 PVD涂层的内应力与测量 131
6.5.1应力简介 131
6.5.2应力测试方法 131
6.6 PVD涂层的微观特性评价与检测 132
6.6.1涂层成分 133
6.6.2晶体结构 133
6.6.3组织形貌 134
6.7涂层的耐磨性测试 135
6.8涂层的耐蚀性测试 136
6.9涂层的热耐疲劳测试 138
第7章 PVD涂层在现代工业上的应用 139
7.1 PVD涂层在冲压/成型模具上的应用 141
7.1.1冲压模具 142
7.1.2成型模具 143
7.1.3案例 144
7.2 PVD涂层在铝合金压铸模具上的应用 144
7.2.1铝合金压铸模的失效模式及分析 144
7.2.2铝合金压铸模具表面PVD涂层处理 147
7.2.3案例 148
7.3 PVD涂层在注塑模具上的应用 148
7.3.1注塑模具遇到的问题 148
7.3.2注塑模具的分类处理 150
7.3.3注塑模具应该具备的性能 151
7.3.4案例 152
7.4 PVD涂层在现代切削刀具上的应用 153
7.4.1现代金属切削对刀具的要求 153
7.4.2刀具硬质涂层新材料 155
7.4.3提高涂层刀具使用效果的方法 159
7.4.4案例 160
7.5 PVD涂层在摩擦磨损件上的应用 160
7.5.1 机械零部件的摩擦和磨损 160
7.5.2类金刚石涂层在机械零部件上的应用 163
7.6 PVD涂层应用展望 167
参考文献 168