薄膜技術的分類
一般認為物質除了具有氣態、液態、固態、等離子態物質存在的形態之外，還存在第五態：薄膜凝聚態。因此，薄膜凝聚態被人們稱之為物質的第五態。
薄膜沉積的基體可以多種多樣。按基體材料導電性分，可以是金屬、半導體、絕緣體或超導體。按結構分，可以是單晶、多晶、非晶（無定形）、微晶或超晶格。按化學組分分，可以是單質、化合物、無機物或有機物。
刀具塗層技術的歷史及發展
硬質合金刀具的使用開始於20世紀 40 年代，20 世紀 70 年代以前都是使用無塗層的硬質合金刀具，而現在使用的硬質合金刀具三分之二以上是經過塗層處理的。
硬質合金刀具材料本身具有韌性好、抗衝擊、通用性好等優點。在傳統的金屬切削加工中佔有重要地位。但是由於刀具的耐熱和耐磨性差，適應不了高速切削。刀具磨損機理研究表明，在高速切削時，刀尖溫度將超過900℃，此時刀具的磨損不僅是機械摩擦磨損 （刀具後面磨損的主要形式），還有粘接磨損、擴散磨損以及氧化磨損（刀具刃口磨損和月牙窪磨損的主要形式）。
因此，在高速下能夠切削的刀具材料需要更高的硬度和耐熱、耐磨性。採用刀具塗層技術，在硬質合金刀片上加上一層或多層高效能材料，就可以使硬質合金刀具不僅能夠發揮本身的優勢，而且可以進行高速切削。刀具塗層技術使硬質合金刀具煥發了青春，走上了高速切削、甚至是硬切削的舞臺，可以說，刀具塗層技術是硬質合金刀具技術發展中的一個重要轉折點。實踐證明，塗層硬質合金刀片在高速切削鋼和鑄鐵時能獲得良好效果，比未塗層刀片的壽命提高好幾倍。在鑽頭、車刀和鐵刀盤上鉑嵌塗層硬質合金刀片的刀具已經得到廣泛應用。此外，塗層刀片通用性好，一種刀片可以代替多種未塗層刀片，大大簡化了刀具管理和降低了刀具成本。
刀具塗層技術的分類： CVD （化學氣相沉積）和 PVD （ 物理氣相沉積）
CVD 技術自 20 世紀 60 年代出現以來，在硬質合金可轉位刀具上得到了極為廣泛的應用。在 CVD 工藝中，氣相沉積所需金屬源的製備相對容易，可實施 TiN 、TiC 、 TicN 、 TiBN 、 TiB2、 Al2O3等單層及多元、多層複合塗層，其塗層與基體結合強度高，塗層厚度薄，可小至 7 一 9 μm ，相對而言，CVD 塗層具有更好的耐磨性。20 世紀 80 年代中後期，美國 85 ％的硬質合金刀具都進行了塗層處理，其中CVD 塗層佔 99 %；20世紀 90 年代中期， CVD 塗層硬質合金刀片在塗層硬質合金刀具中仍佔80%以上。但 CVD 工藝也有其先天性的缺陷：①是工藝處理溫度高，易造成刀具材料抗彎強度的下降。②是薄膜內部處於拉應力狀態，使用過程中易導致微裂紋的產生。③是 CVD 工藝所排放的廢氣、廢液會造成環境汙染，與目前所提倡的綠色製造相牴觸。因此 20 世紀 90 年代中期以後，高溫 CVD 技術的發展受到了一定的制約。
20 世紀 80 年代末 Krupp Widia 公司開發的 PCVD （低溫化學氣相沉積）技術，現已達到了實用水平．其工藝處理溫度已降至 450 ~650 ℃ ，有效地抑制了η相的產生，可進行TiN、TiCN、TiC 等塗層，已用於螺紋刀具、銑刀、模具的塗層等，但到目前為止， PCVD 工藝在刀具塗層領域內的應用並不十分廣泛。
真正引起 CVD 技術發生突變的是 20 世紀 90 年代中期新型 MT-CVD （中溫化學氣相沉積）技術的出現。新型 MT-CVD 塗層技術是以含 C / N 的有機物乙睛 ( CH3CN ）和TiCL4、H2、N2在 700 ~900 ℃ 下產生分解、化學反應，生成 TiCN 的一種新方法，可獲得緻密纖維狀結晶形態的塗層，塗層厚度可達8~10μm 。這種塗層結構具有極高的耐磨損性、抗熱振性及韌性，並可透過 HT-CVD （高溫化學氣相沉積）工藝技術在其表層沉積上 A12O3 、TiN 等抗高溫氧化效能好、與被加工材料親和力小、自潤滑效能好的材料。 MT-CVD 塗層刀片適合於高速、高溫、大負荷、乾式切削條件下使用，其壽命可比普通塗層刀片提高1倍左右。
從目前的發展來看， CVD 工藝（包括 MT-CVD ）主要用於硬質合金車削類刀具的表面塗層，其塗層刀具適合於中型、重型切削，完成高速粗加工及半精加工，尤其是α-Al2O3 塗層是目前 PVD 技術所難以實現的，因此在乾式切削加工中，CVD 塗層技術仍佔有重要的地位。
我國從20世紀70年代初開始研究CVD塗層技術，由於該項技術專用性較強，國內從事研究的單位不多。80年代中期，我國CVD刀具塗層技術的開發達到實用化水平，工藝技術水平與當時的國際水平相當，但在隨後的十多年裡發展較為緩慢。我國的低溫化學氣相沉積(PCVD)技術的研究始於90年代初，PCVD技術主要用於模具塗層，目前在切削刀具領域的應用也十分有限。90年代末期，我國開始中溫化學氣相沉積(MT CVD)技術的研發工作。
當前世界塗層技術的發展趨勢
由於單一塗層材料難以滿足提高刀具綜合機械效能的要求，因此塗層成分將趨於多元化、複合化；為滿足不同的切削加工要求，塗層成分將更為複雜、更具針對性；在複合塗層中，各單一成分塗層的厚度將越來越薄，並逐步趨於奈米化；塗層工藝溫度將越來越低，刀具塗層工藝將向更合理的方向發展，預計PVD、MT-CVD工藝將成為主流技術。
