利用金属灯丝在高温状态下,内部的一部分电子获得足够大的能量逸出金属表面发射出热电子,在电磁场的作用下热电子高速运动,形成电子束轰击靶材,表面电子的动能转变成热能,使材料表面快速升温而蒸发,该工艺是真空蒸发技术的一种。
EB-PVD技术具有以下特点:①电子束发生器功率的提高,对材料加工可达较高温度,几乎可以蒸发所有物质,而且沉积得到的涂层与基体的结合力非常好;②电子束功率易于控制,束斑尺寸和位置易于调节,有利用精确控制层厚和均匀性;③坩埚通常采用水冷,从而避免了高温下蒸镀材料与坩埚发生化学反应,还可避免坩埚排气污染膜层;④采用电子束加热基板,可使基板温度均匀、易于控制、沉积层不受加热源的污染;⑤沉积速率高,蒸发速率可达10~15千克/时,特别是大功率电子枪的出现,使制备大尺寸的板材以及多层材料成为现实;⑥沉积过程中蒸发出的原子团能量较低,减弱层界面扩散、混合作用,有利于获得具有清晰、明锐界面的多层材料;⑦在有效控制工艺参数前提下,可使沉积材料与蒸发材料中的相和元素含量保持一致。但由于蒸发速度快和阴影效应的影响,也同时存在制备材料堆积密度不够高的缺点。
EB-PVD技术广泛应用于材料表面镀膜,也可用于制备热障涂层、防腐涂层、耐磨涂层、航空用飞行叶片以及微层材料。