针对溅射脱靶的低离化率和电弧脱靶的微熔滴夹杂这一长期制约离子镀技术发展的难点问题，依据当流经靶材的电流密度处于磁控溅射离子镀和电弧离子镀之间时，真空腔内的气体放电将会进入辉弧过渡区(微弧放电区)这一等离子体物理知识。论文通过对靶面磁场分布状态和阴阳极间电场参量的调控，以获得真空腔内高密度的氩离子并约束其集中轰击靶面狭窄的环形区域，进而使靶面被轰击区域迅速升温以达到热电子发射状态，实现气体放电由辉光放电区向微弧放电区的有效过渡。在此基础上，研究了纯钛镀层厚度、微观结构及膜基结合强度随靶基距和伏安特性的变化规律。　　研究结果表明：在直流和脉冲两种电场环境下，气体放电伏安特性中电压均随靶电流密度的增大出现先增大后减小的现象。电压下降时的靶电流密度分别为0.175 A·cm-2和0.2 A·cm-2。当放电处于电压与电流成正比关系的正欧姆区时，沉积薄膜的微观结构表现为晶粒尺寸小于10 nm的纳米晶和非晶的混合结构。薄膜生长的柱状晶之间存在少量空洞，薄膜致密性较差。而薄膜在近靶处和远靶处具有较大的厚度差异，且薄膜的膜基结合强度较小，在较低的临界载荷下便会出现薄膜断裂和分层。在放电处于电压与电流成反比关系的反欧姆区时，薄膜的微观结构表现为晶粒尺寸小于20 nm的纳米晶。薄膜表现为无孔、密实的柱状晶结构。在近靶处和远靶处的薄膜具有较小的厚度差，且薄膜具有较大的临界载荷，并未出现断裂和脱落。以上结果表明，在放电反欧姆区，沉积的薄膜具有致密、良好的微观结构，相对均匀的厚度和优异的膜基结合力。说明当靶电流密度达到一定值时，Ar+轰击和电流热效应将会诱发靶材的热发射机制使放电进入反欧姆区间，实现了镀料粒子的高离化、高能量和高密度，能够制备出结构良好、性能优异的薄膜。　　直流与脉冲两种电场环境均可实现气体放电伏安特性曲线由正欧姆区向反欧姆区间的过渡，但由于为了维持反欧姆区的放电条件，靶材持续的大电流密度放电易引起靶材表面的热量积累，当热量得不到有效释放时便会造成靶材表面的熔融及微米尺度大颗粒的喷射。因此选取具有“通-断-通”特性的脉冲电场即可实现高质量薄膜的制备又可避免靶材的熔融和损坏。