Beginsel van vakuum verdamping coating
1、 Toerusting en fisiese proses van vakuum verdamping coating
Die vakuumverdampingsbedekkingstoerusting bestaan hoofsaaklik uit vakuumkamer en ontruimingstelsel.Binne die vakuumkamer is daar verdampingsbronne (dws verdampingsverwarmer), substraat en substraatraamwerk, substraatverwarmer, uitlaatstelsel, ens.
Die bedekkingsmateriaal word in die verdampingsbron van die vakuumkamer geplaas, en onder hoë vakuumtoestande word dit deur die verdampingsbron verhit om te verdamp.Wanneer die gemiddelde vrye omvang van die dampmolekules groter is as die lineêre grootte van die vakuumkamer, nadat die atome en molekules van die filmdamp uit die oppervlak van die verdampingsbron ontsnap het, selde deur die botsing van ander molekules of atome belemmer word, en bereik direk die oppervlak van die substraat wat bedek moet word.As gevolg van die lae temperatuur van die substraat kondenseer die filmdampdeeltjies daarop en vorm 'n film.
Om die adhesie van verdampingsmolekules en substraat te verbeter, kan die substraat geaktiveer word deur behoorlike verhitting of ioonskoonmaak.Vakuum verdamping coating gaan deur die volgende fisiese prosesse van materiaal verdamping, vervoer tot afsetting in 'n film.
(1) Deur verskeie maniere te gebruik om ander vorme van energie in termiese energie om te skakel, word die filmmateriaal verhit om te verdamp of te sublimeer in gasvormige deeltjies (atome, molekules of atoomclusters) met 'n sekere hoeveelheid energie (0.1 tot 0.3 eV).
(2) Gasvormige deeltjies verlaat die oppervlak van die film en word na die oppervlak van die substraat vervoer teen 'n sekere spoed van beweging, in wese sonder botsing, in 'n reguit lyn.
(3) Die gasvormige deeltjies wat die oppervlak van die substraat bereik, smelt saam en vorm, en groei dan tot 'n soliede-fase film.
(4) Herorganisasie of chemiese binding van die atome waaruit die film bestaan.
2、 Verdampingsverhitting
(1) Weerstand verhitting verdamping
Weerstand verhitting verdamping is die eenvoudigste en mees algemeen gebruikte verhitting metode, algemeen van toepassing op coating materiale met smeltpunte onder 1500 ℃, hoë smeltpunt metale in draad of plaat vorm (W, Mo, Ti, Ta, boornitride, ens.) gewoonlik gemaak in 'n geskikte vorm van verdampingsbron, gelaai met verdampingsmateriaal, deur die Joule-hitte van elektriese stroom om die plaatmateriaal te smelt, verdamp of sublimeer, die vorm van verdampingsbron sluit hoofsaaklik multi-string spiraal, U-vormige, sinusgolf in , dun plaat, boot, keëlmandjie, ens. Terselfdertyd vereis die metode dat die verdampingsbronmateriaal 'n hoë smeltpunt, lae versadigingsdampdruk, stabiele chemiese eienskappe het, nie chemiese reaksie met die deklaagmateriaal by hoë temperatuur het nie, goeie hitteweerstand, klein verandering in kragdigtheid, ens. Dit neem hoë stroom deur die verdampingsbron aan om dit te laat verhit en die filmmateriaal te laat verdamp deur direkte verhitting, of plaas die filmmateriaal in die smeltkroes gemaak van grafiet en sekere hoë temperatuurbestand metaaloksiede (soos A202, B0) en ander materiale vir indirekte verhitting om te verdamp.
Weerstand verwarming verdamping coating het beperkings: vuurvaste metale het 'n lae dampdruk, wat moeilik is om dun film te maak;sommige elemente is maklik om 'n legering met die verwarmingsdraad te vorm;dit is nie maklik om 'n eenvormige samestelling van die legeringsfilm te kry nie.As gevolg van die eenvoudige struktuur, lae prys en maklike werking van weerstandsverhittingsverdampingsmetode, is dit 'n baie algemene toepassing van verdampingsmetode.
(2) Elektronstraalverhittingsverdamping
Elektronstraalverdamping is 'n metode om die deklaagmateriaal te verdamp deur dit met 'n hoë-energiedigtheid elektronstraal te bombardeer deur dit in 'n waterverkoelde kopersmeltkroes te plaas.Die verdampingsbron bestaan uit 'n elektronemissiebron, 'n elektronversnellingskragbron, 'n smeltkroes (gewoonlik 'n kopersmeltkroes), 'n magnetiese veldspoel, en 'n verkoelingswaterstel, ens. In hierdie toestel word die verhitte materiaal in 'n water geplaas. -verkoelde smeltkroes, en die elektronstraal bombardeer slegs 'n baie klein gedeelte van die materiaal, terwyl die meeste van die oorblywende materiaal by 'n baie lae temperatuur bly onder die verkoelende effek van die smeltkroes, wat as die gebombardeerde gedeelte van die smeltkroes beskou kan word.Die metode van elektronstraalverhitting vir verdamping kan dus kontaminasie tussen die deklaagmateriaal en die verdampingsbronmateriaal vermy.
Die struktuur van die elektronstraal-verdampingsbron kan in drie tipes verdeel word: reguit gewere (Boules-gewere), ringgewere (elektries gedeflekteer) en e-gewere (magneties gedeflekteer).Een of meer smeltkroeë kan in 'n verdampingsfasiliteit geplaas word, wat kan verdamp en baie verskillende stowwe gelyktydig of afsonderlik neersit.
Elektronstraalverdampingsbronne het die volgende voordele.
①Die hoë straaldigtheid van die elektronstraalbombardementverdampingsbron kan 'n veel groter energiedigtheid verkry as die weerstandsverhittingsbron, wat hoë smeltpuntmateriale, soos W, Mo, Al2O3, ens. kan verdamp.
②Die deklaagmateriaal word in 'n waterverkoelde kopersmeltkroes geplaas, wat die verdamping van die verdampingsbronmateriaal en die reaksie tussen hulle kan vermy.
③ Hitte kan direk by die oppervlak van die deklaagmateriaal gevoeg word, wat die termiese doeltreffendheid hoog maak en die verlies aan hittegeleiding en hittestraling laag maak.
Die nadeel van die elektronstraalverhittingsverdampingsmetode is dat die primêre elektrone van die elektrongeweer en die sekondêre elektrone vanaf die oppervlak van die deklaagmateriaal die verdampende atome en oorblywende gasmolekules sal ioniseer, wat soms die kwaliteit van die film sal beïnvloed.
(3) Hoëfrekwensie induksie verwarming verdamping
Hoëfrekwensie-induksieverhittingsverdamping is om die smeltkroes met bedekkingsmateriaal in die middel van die hoëfrekwensie-spiraalspoel te plaas, sodat die bedekkingsmateriaal 'n sterk wervelstroom en histerese-effek genereer onder die induksie van 'n hoëfrekwensie elektromagnetiese veld, wat die filmlaag om warm te word totdat dit verdamp en verdamp.Die verdampingsbron bestaan gewoonlik uit 'n waterverkoelde hoëfrekwensiespoel en 'n grafiet- of keramiekkroes (magnesiumoksied, aluminiumoksied, booroksied, ens.).Die hoëfrekwensie kragtoevoer gebruik 'n frekwensie van tienduisend tot etlike honderdduisende Hz, die insetkrag is etlike tot etlike honderde kilowatt, hoe kleiner die volume van die membraanmateriaal, hoe hoër is die induksiefrekwensie.Induksiespoelfrekwensie word gewoonlik van waterverkoelde koperbuis gemaak.
Die nadeel van 'n hoëfrekwensie-induksieverhittingsverdampingsmetode is dat dit nie maklik is om die insetkrag fyn aan te pas nie, dit het die volgende voordele.
① Hoë verdampingstempo
②Die temperatuur van die verdampingsbron is eenvormig en stabiel, so dit is nie maklik om die verskynsel van bedekkingsdruppels te veroorsaak nie, en dit kan ook die verskynsel van speldegate op die neergesette film vermy.
③ Die verdampingsbron word een keer gelaai, en die temperatuur is relatief maklik en maklik om te beheer.
Postyd: 28 Oktober 2022