真空离子镀膜(简称离子镀)是1963年美国Somdia公司的D.M.Mattox提出的20世纪70年代得到快速发展的一种全新表面处理技术。它是指在真空气氛中利用蒸发源或溅射靶使膜材蒸发或溅射，蒸发或溅射出来的一部分粒子在气体放电空间中电离成金属离子，这些粒子在电场的作用下沉积到基体上生成薄膜的一种过程。 目前，真空离子镀膜的种类很多[1]，通常根据膜材产生的离子来源将其分为两种类型:蒸发源型离子镀和溅射靶型离子镀。前者是通过膜材加热蒸发而产生金属蒸气，使其在气体放电等离子的空间中部分电离成金属蒸气和高能中性原子，通过电场的作用到达基体上生成薄膜;后者则是利用高能离子(如 Ar+)对膜材表面进行轰击使其溅射出来的粒子通过气体放电的空间电离成离子或高能中性原子，达到基体表面上而生成薄膜。各种离子镀的类型如图所示。

一个光学薄膜器件设计完成后，形成的设计结果包括膜系结构、每一层膜层的折射率和厚度。对于制造者而言，只要制造出的每一层膜层的折射率和厚度准确地与设计所要求的值相等制造出的薄膜器件就一定具有所设计的光学性能。因此，与制造有关系的影响薄膜器件光学性能的膜层光学参数是膜层的折射率n和厚度d，统称为光学常数。

(1)DLC薄膜在电磁学领域的应用 随着计算机技术的发展,硬磁盘存储密度越来越高,这要求磁头与磁盘的间隙变小,磁头与磁盘在使用中因频繁接触、碰撞而产生磨损。为了保护磁性介质,要求在磁盘上沉积一层既耐磨又足够薄且不致于影响其存储密度的膜层。用RF-PCVD方法在硬磁盘上沉积了40nm的DLC薄膜,发现有Si 过渡层的膜层与基体结合强度高,具有良好的保护效果,且对硬磁盘的电磁特性无不良影响。 DLC薄膜在电子学上也很有应用前景。采用DLC薄膜作为绝缘层的MIS结构可用于电子领域的许多方面,可用于反应速度快的光敏传感器,也可用于极敏感的电容传感器。另外,DLC薄膜在电学上也是场发射平面显示器冷阴极的极好材料。金双内国 (2)DLC薄膜在光学领域的应用在光学方面,DLC薄膜可用作增透保护膜。Ce是在8~12um范围内通用的窗口和透镜材料,但其容易被划伤和被海水浸蚀。在Ge表面镀一层DLC薄膜,可提高其红外透射率和耐腐蚀性能。但是,一般 DLC薄膜在可见光范围内的透光性较差,限制了它在光电器件上的应用。此外,研究类金刚石薄膜在激光作用下的损伤及损伤机制表明,KC1基片上沉积DLC薄膜后,连续CO,激光损伤闽值可高达7.4kW/cm’。木林据宁简那隆设海明 (3)DLC薄膜在医学领域的应用DLC薄膜在医学上可作为人工心脏瓣膜,而且具有相当好的生物相容性。目前,美国ART公司利用 DLC 薄膜表面能小、不润湿等特点,通过掺人 Si0,网状物并掺人过渡金属元素以调节其导电性,生产出不粘肉的高频手术刀,明显改善了医务人员的工作条件。此外,很多人工关节由聚乙烯的凹槽和金属与合金(钛合金、不锈钢等)的凸球组成。关节的转动部分接触界面会因长期摩擦而产生磨屑,与肌肉结合会使肌肉变质、坏死。DLC薄膜无毒、不受液体浸蚀,镀在人[关节转动部位上的 DLC薄膜不会因摩擦而产生磨屑,更不会与肌肉产生反应,可大幅度延长人工关节的使用寿命。

(1)DLC薄膜在机械领域中的应用 DLC薄膜具有低摩擦系数、高硬度以及良好的抗磨粒磨损性能和化学稳定性,因而非常适合于制作工具涂层。Murakawa等人用DC-PCVD法在6Mo5Cr4V2 高速钢上沉积了厚度为0.7μm、硬度为 Hv3500 的 DLC 薄膜,在切削铝箔时性能明显优于未镀 DLC 膜层的刀具。Letington 在刀具上镀 DLC 薄膜,切削高硅铝合金时,刀具寿命明显提高。此外,国外还有人把 DLC薄膜镀制在剃须刀片上,使刀片变得锋利,且保护刀片不受腐蚀,利于清洗和长期使用。美国IBM 公司近年来采用镀 DIC 薄膜的微型钻头,在印刷电路板上钻微细的孔,镀 DLC 薄膜后可使钻孔速度提高 50%,寿命增加5倍,钻孔加工成本降低50%。 Murakawa等人在镀锌钢板的冲压模具上沉积了DLC薄膜,经生产使用证明,掺入了钨的 DLC薄膜可以不用润滑剂,冲压后工件表面明显好于未镀模具;日本专利在微电子工业精密冲剪模具的硬质合金基体上镀制 DLC/T、S,可提高模具寿命,并已得到推广应用,其膜层厚度: DLC为1.0~1.2um,T和Si为0.4um,硬度可达 4000~4500Hv。在汽车发动机部件、板材、钉子等易损机械零件上沉积DLC薄膜也获得了成功,摩擦系数为0.14。德国Fraunhofer 研究所在 DLC 薄膜的研制与开发方面成绩比较突出,他们在模具和汽车曲轴上沉积 DLC 薄膜,增加其使用寿命。目前,国内已有厂家在手表玻璃表面、眼镜的玻璃镜片和树脂镜片上沉积透明耐磨的 DLC保护膜。 (2)DLC薄膜在声学领域的应用 电声领域是 DLC薄膜最早的应用领域,主要是扬声器的振动膜。1986年日本住友公司在钛膜上沉积 DLC 薄膜,生产高频扬声器,高频响应达到30kHz;随后,爱华公司推出含有 DLC薄膜的小型高保真耳机,频率响应范围为10~30000Hz;先锋公司和健伍公司也推出了镀有DLC薄膜的高档音箱。广州有色金属研究院材料表面工程中心的袁镇海教授等人用阴极电弧法沉积的DLC/T 复合扬声器振膜,组装的扬声器的高频响应达30kHz以上,他们在高保真类金刚石/钛复合扬声器振膜与扬声器开发方面取得了很好的成果。