معرفی تکنولوژی پوشش تبخیر خلاء

2- گرمایش تبخیر

(1) تبخیر گرمایش مقاومتی
تبخیر حرارتی مقاومتی ساده ترین و رایج ترین روش گرمایشی است که عموماً برای پوشش مواد با نقطه ذوب زیر 1500 درجه سانتیگراد، فلزات با نقطه ذوب بالا به شکل سیم یا ورق (W، Mo، Ti، Ta، نیترید بور و غیره) قابل استفاده است. معمولاً به شکل مناسبی از منبع تبخیر، بارگیری شده با مواد تبخیر، از طریق گرمای ژول جریان الکتریکی برای ذوب، تبخیر یا تصعید مواد آبکاری، شکل منبع تبخیر عمدتاً شامل مارپیچ چند رشته‌ای، U شکل، موج سینوسی است. ، صفحه نازک، قایق، سبد مخروطی و غیره. در عین حال، روش مستلزم آن است که ماده منبع تبخیر دارای نقطه ذوب بالا، فشار بخار اشباع پایین، خواص شیمیایی پایدار، عدم واکنش شیمیایی با مواد پوشش در دمای بالا باشد. مقاومت حرارتی خوب، تغییر اندک در چگالی توان، و غیره. جریان بالایی را از طریق منبع تبخیر می‌پذیرد تا با حرارت دادن مستقیم، مواد فیلم را گرم کرده و تبخیر کند، یا مواد فیلم را در بوته‌های ساخته شده از گرافیت و مقاوم در برابر دمای بالا قرار دهد. اکسیدهای فلزی (مانند A202، B0) و سایر مواد برای گرمایش غیرمستقیم برای تبخیر.
پوشش تبخیر حرارتی مقاومتی محدودیت هایی دارد: فلزات نسوز دارای فشار بخار کم هستند که ساختن لایه نازک دشوار است.برخی از عناصر به راحتی با سیم گرمایش یک آلیاژ تشکیل می دهند.بدست آوردن یک ترکیب یکنواخت از فیلم آلیاژی آسان نیست.به دلیل ساختار ساده، قیمت پایین و عملکرد آسان روش تبخیر گرمایش مقاومتی، کاربرد بسیار رایج روش تبخیر است.

(2) تبخیر گرمایش پرتو الکترونی
تبخیر پرتو الکترونی روشی برای تبخیر مواد پوشش دهنده با بمباران آن با پرتو الکترونی با چگالی بالا با قرار دادن آن در یک بوته مسی با آب خنک شده است.منبع تبخیر شامل یک منبع انتشار الکترون، یک منبع انرژی شتاب الکترون، یک بوته (معمولا یک بوته مسی)، یک سیم پیچ میدان مغناطیسی و یک مجموعه آب خنک کننده و غیره است. در این دستگاه، مواد گرم شده در آب قرار می گیرند. بوته خنک شده، و پرتو الکترونی فقط بخش بسیار کوچکی از مواد را بمباران می کند، در حالی که بیشتر مواد باقی مانده در دمای بسیار پایین تحت اثر خنک کننده بوته، که می تواند به عنوان قسمت بمباران شده از بوته در نظر گرفته شود، باقی می ماند.بنابراین، روش گرمایش پرتو الکترونی برای تبخیر می تواند از آلودگی بین ماده پوشش و ماده منبع تبخیر جلوگیری کند.
ساختار منبع تبخیر پرتو الکترونی را می‌توان به سه نوع تقسیم کرد: تفنگ‌های مستقیم (تفنگ‌های Boules)، تفنگ‌های حلقه‌ای (منحرف‌شده الکتریکی) و تفنگ‌های الکترونیکی (انحراف مغناطیسی).یک یا چند بوته را می توان در یک تاسیسات تبخیر قرار داد که می تواند بسیاری از مواد مختلف را به طور همزمان یا جداگانه تبخیر و رسوب دهد.

منابع تبخیر پرتو الکترونی دارای مزایای زیر هستند.
① چگالی پرتو بالا منبع تبخیر بمباران پرتو الکترونی می تواند چگالی انرژی بسیار بیشتری نسبت به منبع گرمایش مقاومتی به دست آورد، که می تواند مواد با نقطه ذوب بالا مانند W، Mo، Al2O3 و غیره را تبخیر کند.
②مواد پوشش در یک بوته مسی خنک شده با آب قرار می گیرد که می تواند از تبخیر مواد منبع تبخیر و واکنش بین آنها جلوگیری کند.
③ گرما را می توان مستقیماً به سطح مواد پوشش اضافه کرد که باعث می شود راندمان حرارتی بالا و از دست دادن رسانش گرما و تابش گرما کم شود.
نقطه ضعف روش تبخیر گرمایش پرتو الکترونی این است که الکترون های اولیه از تفنگ الکترونی و الکترون های ثانویه از سطح مواد پوششی اتم های تبخیر شده و مولکول های گاز باقی مانده را یونیزه می کنند که گاهی اوقات کیفیت فیلم را تحت تأثیر قرار می دهد.

(3) تبخیر گرمایش القایی فرکانس بالا
تبخیر گرمایش القایی با فرکانس بالا عبارت است از قرار دادن بوته با مواد پوشش دهنده در مرکز سیم پیچ مارپیچی با فرکانس بالا، به طوری که مواد پوشش دهنده تحت القای میدان الکترومغناطیسی با فرکانس بالا، جریان گردابی قوی و اثر هیسترزیس ایجاد می کند، که باعث می شود لایه فیلم گرم شود تا تبخیر و تبخیر شود.منبع تبخیر معمولاً از یک سیم پیچ فرکانس بالا با آب خنک شده و یک بوته گرافیتی یا سرامیکی (اکسید منیزیم، اکسید آلومینیوم، اکسید بور و غیره) تشکیل شده است.منبع تغذیه فرکانس بالا از فرکانس ده هزار تا چند صد هزار هرتز استفاده می کند، توان ورودی چند تا چند صد کیلووات است، هرچه حجم مواد غشایی کمتر باشد، فرکانس القایی بالاتر است.فرکانس کویل القایی معمولاً از لوله مسی با آب خنک می شود.
نقطه ضعف روش تبخیر گرمایش القایی با فرکانس بالا این است که تنظیم دقیق توان ورودی آسان نیست، مزایای زیر را دارد.
① نرخ تبخیر بالا
②دمای منبع تبخیر یکنواخت و پایدار است، بنابراین ایجاد پدیده پاشش قطرات پوشش آسان نیست، و همچنین می تواند از پدیده سوراخ های پین بر روی فیلم رسوب شده جلوگیری کند.
③ منبع تبخیر یک بار بارگیری می شود و کنترل دما نسبتاً آسان و ساده است.