直流磁分离电弧蒸发法制备金属氮化物超硬膜(3)
（3）真空溅射镀膜技术
溅射镀膜的工作原理是：高能离子轰击靶材，使其获得能量超过其表面结合能，使其表面原子处于游离态。在电场或磁场的作用下，溅射离子定向运输到基底表面。与真空蒸发镀膜相比，真空溅射镀膜技术不需要特定的热源，而且制备出的薄膜性能也较为优越。所以其应用范围比真空蒸发镀膜技术广泛。但是，真空溅射镀膜技术也有其明显的缺陷，如：高能粒子的作用下基片升温高[5]，使膜-基结合不牢固，对有些靶材溅射速率慢，沉积效率低等。近几年来，磁控溅射技术的发展很好的解决了这些问题，使真空溅射镀膜技术能在更大范围内使用。
1.2.2 真空镀膜技术的应用
薄膜技术是表面工程的三大技术之一，真空镀膜是薄膜技术最具潜力的手段，目前已经发展的较为成熟，很多领域都有广泛的应用。
（1） 微电子领域
真空镀膜技术在集成电路的制造中提供的技术支持是多方面的，不仅可以制作晶体管路中的保护层，而且可以制作极为敏感的半导体材料。半导体材料以其特殊的导电性和表界面性质在微电子领域的作用无可代替，而真空镀膜技术对半导体材料的表面处理又能使其性能大大优越。故在微电子领域应用较为广泛。此外，真空镀膜技术在处理电阻、电容等工件的表面时也有较多应用。
（2） 光学领域
在人们生活或工作中用到的几乎所有光学仪器或工具的制造都离不开真空镀膜技术。比如，人们生活中用到的照相机、眼镜、平面镜等，照相机镜头表面镀膜不仅可以增强其耐磨性，还能大大改善其光学效果。使拍摄出的照片更加多彩。眼镜表面镀膜也能增强其耐磨性，某些特定功能的镀膜还能起到抗辐射的效果。我们熟悉的光学仪器有望远镜、显微镜等，其镜头的制作也较多利用真空镀膜技术。
（3） 汽车领域
镀膜技术在汽车车身及内部重要零部件应用最多。比如，车身外表面喷漆不仅可以起到美化的效果，还能增强内层金属的耐腐蚀性。在汽车车窗玻璃上镀膜还能起到可见光单透射的特殊效果。汽车后视镜和反光镜上镀铝，能大大增强光线。总之，汽车工业发展的如此迅速离不开真空镀膜技术的支持。
（4） 其他领域
随着经济的飞速发展和生活水平的不断提高，为了追求更有品质的生活，人们把服饰、灯饰、卫浴、电器、食品包装等装饰品利用镀膜技术精饰得五彩缤纷。为了满足更为严格的工业生产需求，目前所使用的大多数钻头、铣刀、模具等也都是经过真空镀膜技术加工生产的。总之，真空镀膜技术已经应用到人们生活和工业生产的方方面面。但是，我们必须清醒的认识到，由于我国真空镀膜技术起步较晚，又受到其他相关技术的限制，发展较为缓慢，属于一种新兴技术。所以，真空镀膜技术发展潜力较大，要真正做到大规模应用于工业生产，还有待进一步研究开发。
2 TiN、TiAlN薄膜性能、制备工艺及发展简介
2.1 TiN薄膜的性能
TiN薄膜的晶体结构是典型的NaCl型面心立方密积堆结构，晶格常数为0.4240nm[6]。TiN薄膜镀层以其超高的硬度，在刀具的表面处理中应用最多。此外，在其他领域也有较广泛的应用。下面简要介绍一下TiN硬质薄膜的一些主要性能。
（1） 抗摩擦性能
TiN涂层常温下具有优异的抗摩擦性能。主要是因为在常温下，摩擦过程中TiN薄膜表层轻微氧化，氧化的产物主要是Ti的氧化物，具有良好的润滑性能，覆盖在膜层表面，大大降低薄膜的摩擦系数；其次，在沉积过程中高能量的氮离子对薄膜表面进行轰击，使生成的薄膜与基底结合的较为紧密，摩擦过程中不易脱落[7]。但是，当温度过高时，薄膜表层的Ti会氧化成TiO2[8]。TiO2是一种结构较为疏松的物质，覆盖在薄膜表面很容易脱落，裸露出内层薄膜又进一步氧化，如此循环，薄膜的抗氧化性大大降低。