L'evaporazione ad arco è una forma della tecnica PVD (deposizione fisica da vapore). Storicamente, la tecnica dell'evaporazione ad arco ha avuto origine dalla saldatura elettrica ed è stata poi impiegata per il rivestimento di materiali duri.
In questo processo, il materiale da vaporizzare, che deve sempre essere elettricamente conduttivo, viene inserito in una camera a vuoto sotto forma di piastra solida in qualsiasi orientamento (orizzontale, verticale, capovolto) e collegato come catodo (potenziale negativo). Come nella saldatura elettrica, viene stabilito un contatto momentaneo con l’anodo, dando origine a un arco elettrico. Il punto di origine dell’arco elettrico si concentra su un piccolo punto di combustione del diametro di pochi µm e si sposta sulla superficie del materiale da evaporare (di solito delimitato magneticamente). A causa dell’elevata densità di energia, il materiale evapora direttamente, senza formare una fusione su ampia superficie.
Si forma così un plasma altamente concentrato sotto forma di un cono di vapore. Il prodotto da rivestire viene quindi fatto passare attraverso questo cono di vapore, di solito ruotandolo più volte per ottenere un rivestimento su tutti i lati.
La tecnica di atomizzazione è un metodo di rivestimento PVD. Con questo metodo, il materiale di rivestimento viene atomizzato, ovvero trasformato in fase vapore, mediante il bombardamento ionico proveniente da un gas inerte – solitamente l'argon.
Applicando una tensione elettrica di alcune centinaia di volt tra il materiale di rivestimento (catodo) e un anodo (di solito la parete della camera dell’impianto a vuoto), si innesca una scarica gassosa contenente elettroni e ioni positivi di argon. Gli ioni vengono accelerati dal catodo con tale forza che, quando colpiscono il materiale di rivestimento, espellono singoli atomi dalla superficie tramite trasferimento meccanico di impulso, trasferendoli così in fase vapore. In questo modo è possibile rivestire oggetti esposti a questo vapore.
Per aumentare la densità ionica del materiale di rivestimento e, di conseguenza, la velocità di rivestimento, nella catodo vengono inseriti potenti magneti che intrappolano magneticamente gli ioni. In questo caso si parla di «sputtering magnetronico». Poiché il materiale di rivestimento rimane allo stato solido durante il processo, è possibile depositare anche miscele eterogenee di metalli diversi (ad es. AlTi, AlTiV…) senza che il rapporto di miscelazione subisca variazioni nel tempo.