Kỹ sư Nguyễn Tuấn Vũ, Phó Giám đốc Trung tâm Quang điện tử, Viện Ứng dụng công nghệ và các cộng sự đã chế tạo thành công và đưa vào ứng dụng thiết bị mạ chân không bằng công nghệ PVD (sử dụng công nghệ hồ quang chân không) có khả năng mạ được nhiều loại vật liệu và có khả năng mở rộng.

Nghiên cứu các tài liệu liên quan, kết hợp với khảo sát cấu hình thiết bị chân không của các hãng sản xuất khác nhau, nhóm nghiên cứu đã tính toán lựa chọn thông số kĩ thuật, lựa chọn cấu hình một số cụm cơ bản (bơm chân không,van, đo chân không) phù hợp và tiến hành thiết kế, chế tạo buồng chân không kích thước 400x600mm và các chi tiết cơ khí phụ, thiết kế chế tạo hệ thiết bị điều khiển PLC cũng như tích hợp các chi tiết, thiết bị chế tạo cùng các thiết bị khác thành một thiết bị mạ chân không theo phương pháp hồ quang hoàn thiện.

Lớp phủ lắng đọng bằng phương pháp hồ quang có những ưu điểm nổi bật so với các phương pháp PVD (Physical Vapor Deposition - phương pháp công nghệ lắng đọng lớp phủ bằng các quá trình vật lý từ pha hơi) như:

(1) Lớp phủ độ bám dính cao, mật độ lắng đọng lớn và đặc biệt có thể dễ dàng điều chỉnh các thành phần và tính chất của màng bằng cách thay đổi các thông số công nghệ như áp suất, thành phần khí, thiên áp đế, mật độ dòng hồ quang v.v...;

(2) Tốc độ lắng đọng lớn khi lắng đọng các lớp phủ kim loại, hợp kim với độ đồng đều rất cao;

(3) Nhiệt độ đế thấp;

(4) Không phá hủy bia;

(5) Do hơi kim loại bị ion hóa cao nên dễ dàng lắng đọng các lớp phủ đa thành phần;

(6) Thân thiện với môi trường (không sử dụng hóa chất, khí độc hại).

Thiết bị chân không mạ theo phương pháp hồ quang gồm hai khối chính: Khối tạo môi trường chân không: bao gồm buồng chân không, hệ thống bơm chân không, đầu đo chân không, hệ thống gá mẫu, hệ thống điều khiển. Thiết bị tạo màng theo phương pháp hồ quang gồm: đầu hồ quang, nguồn điện cấp, điều khiển lưu lượng khí (MFC), nguồn điện tạo điện áp thiên áp trên đế…

Các ứng dụng tiêu biểu nhất của phương pháp hồ quang, có thể kể ra là: Lớp mạ cứng (ví dụ, TiN, TiCN, CrN, Cr, Zr, ZrN...) cho dụng cụ cắt, mạ trang trí cho các đồ kim khí tiêu dùng, cho các chi tiết cơ khí chịu mài mòn và khuôn mẫu.

Đây là lần đầu tiên một thiết bị mạ chân không theo phương pháp hồ quang được thiết kế và chế tạo trong nước. Nhóm thực hiện Đề tài đã làm chủ từ khâu thiết kế đến chế tạo và công nghệ mạ các loại màng. Kết quả thành công ban đầu này là tiền đề quan trọng trong việc chế tạo các thiết bị mạ chân không cho các ứng dụng cụ thể khác nhau tùy theo nhu cầu của thị trường và khách hàng.

Các thông số kỹ thuật của thiết bị tương đương với các mẫu của nước ngoài. Nhóm nghiên cứu cũng đã chứng minh được khả năng ứng dụng thông qua một số mẫu mạ màng cứng TiN, CrN trên thiết bị mạ hồ quang chân không được chế tạo. Giá thành của thiết bị sẽ thấp hơn nhiều (khoảng 60-70%) so với thiết bị cùng tính năng của nước ngoài.

Công nghệ chế tạo thiết bị mạ chân không theo phương pháp hồ quang có thể chuyển giao theo tất cả các hình thức: chuyển giao công nghệ trọn gói, chuyển giao công nghệ có đào tạo, chuyển giao theo hình thức trả dần theo tỷ lệ % của doanh thu, liên kết với doanh nghiệp để sản xuất hoặc góp vốn.