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微波等离子体化学气相沉积（MW-PCVD）

微波等离子体的特点是能量大，活性强。激发的亚稳态原子多，化学反应轻易进行，是一种很有发展前途、用途广泛的新工艺，微波频率为2.45GHz，

微波放电与直流辉光放电相比具有设备结构简单，轻易起辉，耦合效率高，工作稳定，无气体污染及电极腐蚀，工作频带宽等优点，装置主要由微波发生器、环形器、定向耦合器、表面波导放电部分及沉积室组成。

若将反应气体导入蒸发空间，便可在工件表面沉积金属化合物涂层，这就是反应性离子镀。由于采用等离子活化，工件只需在较低温度甚至在室温下进行镀膜，完全保证零件的尺寸精度和表面粗糙度，因此，可以安排在工件淬火、回火后即后一道工序进行。如沉积TiN或TiC时，基体温度可以在150-600℃范围内选择，温度高时涂层的硬度高，与基体的结合力也高。基体温度可根据基体材料及其回火温度选择，气相沉积设备，如基体为高速钢，可选择560℃，这样，气相沉积设备制造商，对于经淬火、回火并加工到尺寸的高精度模具加工，无需担心基体硬度降低及变形问题。另外，离子镀的沉积速度较其他气相沉积方法快，得到10mm厚的TiC或TiN涂层，一般只需要几十分钟。

化学气相沉积TiN

将经清洗、脱脂和氨气还原处理后的模具工件，置于充满H2（体积分数为99.99%）的反应器中，气相沉积设备厂商，加热到900-1100℃，通入N2（体积分数为99.99%）的同时，并带入气态TiCl4（质量分数不低于99.0%）到反应器中，则在工件表面上发生如下化学反应：

2TiCl4（气） N2（气） 4H2（气）→2TiN（固） 8HCl（气）

固态TiN沉积在模具表面上形成TiN涂层，厚度可达3-10μm，副产品HCl气体则被吸收器排出。工艺参数的控制如下：

（1）氮氢比对TiN的影响

一般情况下，氮氢体积比VN2/VH2lt;1/2时，随着N2的增加，TiN沉积速率增大，涂层显微硬度增大；当VN2/VH2≈1/2时，沉积速率和硬度达到值；当VN2/VH2gt;1/2时，沉积速率和硬度逐渐下降。当VN2/VH2≈1/2时，所形成的TiN涂层均匀致密，晶粒细小，小型气相沉积设备，硬度，涂层成分接近于化学当量的TiN，而且与基体的结合牢固。因此，VN2/VH2要控制在1/2左右。