離子鍍在真空條件下，利用氣體放電部分電離氣體或蒸發(fā)物質(zhì)，并在氣體離子或蒸發(fā)物質(zhì)離子的轟擊下沉積在基板上。

包括磁控濺射離子鍍、反應(yīng)離子鍍、空心陰極放電離子鍍(空心陰極蒸鍍)、多弧離子鍍(陰極電弧離子鍍)等。

離子鍍時，蒸發(fā)粒子以帶電離子的形式沿電力線的方向在電場中移動。因此，所有有電場的部分都可以獲得良好的涂層，這比普通真空涂層只能在直接方向上獲得的涂層要好得多。

因此，該方法非常適用于內(nèi)孔、凹槽、窄縫等難以鍍的部位。普通真空涂層只能直接涂在表面，蒸發(fā)顆粒，如爬梯，只能上梯；離子鍍可以均勻地涂在零件的背面和內(nèi)孔周圍，帶電離子就像坐在直升機上，可以沿著規(guī)定的路線到達(dá)活動半徑內(nèi)的任何地方。

涂層質(zhì)量好。離子涂層組織致密，無針孔，無氣泡，厚度均勻。即使是棱角和凹槽也可以均勻地鍍層，以免形成金屬瘤。螺紋等零件也可以鍍層。由于該工藝方法還可以修復(fù)工件表面的小裂紋和麻點，可以有效提高鍍層零件的表面質(zhì)量和物理機械性能。疲勞試驗表明，如果處理得當(dāng)，工件的疲勞壽命可鍍前20%~30%。

最早的離子鍍技術(shù)D. M. Mattox提出并付諸實踐的原則：

在真空條件下，當(dāng)氣體離子或被蒸發(fā)物離子轟擊時，將蒸發(fā)物或其他反應(yīng)物涂在基板上。

離子鍍利用高能離子轟擊工件表面，將大量電能轉(zhuǎn)化為熱能，從而促進(jìn)表面組織的擴散和化學(xué)反應(yīng)。然而，整個工件，尤其是工件的心臟，并沒有受到高溫的影響。因此，該涂層工藝應(yīng)用廣泛，局限性小。通常，各種金屬、合金和一些合成材料、絕緣材料、熱敏材料和高熔點材料都可以涂覆。金屬工件、金屬或非金屬，甚至塑料、橡膠、石英、陶瓷等。

離子鍍可分為蒸發(fā)型離子鍍和濺射型離子鍍，其中蒸發(fā)型離子鍍可分為直流二級離子鍍、熱絲弧離子鍍、空心陰極離子鍍和熱陰極離子鍍。直流二次離子鍍是一種穩(wěn)定的光放電；空心陰極離子鍍和熱絲弧離子鍍是熱弧光放電。電子產(chǎn)生的原因可簡單概括為核外電子的熱發(fā)射，因為金屬材料被加熱到很高的溫度；陰極電弧離子鍍的放電類型不同于前幾種離子鍍，采用冷弧光放電。

陰極電弧離子鍍是許多離子涂層技術(shù)中的主要集成器，已逐漸發(fā)展成為硬薄膜領(lǐng)域的主要力量。采用冷弧光放電，膜顆粒離化率較高PVD最高的涂層技術(shù)。

其工作原理如下：

首先，帶正電位的引弧針(陽極)靠近帶負(fù)電位的靶材(陰極)。陰陽兩極距離足夠小時，兩極之間的氣體會被擊穿，形成弧電流，類似于焊接的引弧。以上圖為例，此時，部分N發(fā)生離化，形成氮陽離子和電子。

受電場力的吸引，氮的陽離子會飛向陰極，即靶材附近，而電子會飛向引弧針。但是，由于離子的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子，電子的移動距離會大于同一電場力下陽離子的移動距離。因此，當(dāng)電子到達(dá)陽極時，離子不會到達(dá)陰極靶面，而是會在靠近靶面的位置豐富，形成正離子堆積層，如下圖所示。

根據(jù)E=U/d，可以看出，此時空間中的電場強度非常高，這種強電場將拉目標(biāo)材料中的電子。拉的電子從陰極靶面飛到正離子堆積層，形成電流，堆積層與靶面連接，從而在靶面附近產(chǎn)生電弧。

電弧會蒸發(fā)靶材，正離子會被陰極靶面吸引，使正離子對靶面進(jìn)行轟擊，產(chǎn)生濺射。因為蒸發(fā)和濺射的膜粒子都需要通過正離子堆積層，如下圖所示，在飛出陰極靶面的過程中，膜粒子會受到靶面電弧的影響，所以到達(dá)工件的粒子大多是離子態(tài)。

工件處一般會增加負(fù)偏壓，因此正離子在電場力作用下飛向工件，對工件產(chǎn)生轟擊。這種轟擊會提高膜層的附著力，使磨蹭致密，對提高膜層質(zhì)量非常有益。