Vakuuma iztvaikošanas pārklājuma princips
1. Vakuuma iztvaikošanas pārklājuma aprīkojums un fiziskais process
Vakuuma iztvaikošanas pārklājuma iekārtas galvenokārt sastāv no vakuuma kameras un evakuācijas sistēmas.Vakuuma kameras iekšpusē ir iztvaikošanas avots (ti, iztvaikošanas sildītājs), substrāts un pamatnes rāmis, substrāta sildītājs, izplūdes sistēma utt.
Pārklājuma materiāls tiek ievietots vakuuma kameras iztvaikošanas avotā, un augsta vakuuma apstākļos tas tiek uzkarsēts ar iztvaikošanas avotu, lai tas iztvaikotu.Ja tvaika molekulu vidējais brīvais diapazons ir lielāks par vakuuma kameras lineāro izmēru, pēc tam, kad plēves tvaiku atomus un molekulas, kas izplūst no iztvaikošanas avota virsmas, reti traucē citu molekulu vai atomu sadursme, un tieši sasniedz pārklājamās pamatnes virsmu.Pamatnes zemās temperatūras dēļ plēves tvaiku daļiņas uz tās kondensējas un veido plēvi.
Lai uzlabotu iztvaikošanas molekulu un substrāta saķeri, substrātu var aktivizēt, pareizi karsējot vai tīrot ar jonu.Vakuuma iztvaikošanas pārklājums iziet cauri šādiem fizikāliem procesiem no materiāla iztvaikošanas, transportēšanas līdz nogulsnēšanai plēvē.
(1)Izmantojot dažādus veidus, kā citus enerģijas veidus pārveidot siltumenerģijā, plēves materiāls tiek uzkarsēts, lai iztvaikotu vai sublimētu gāzveida daļiņās (atomos, molekulās vai atomu kopās) ar noteiktu enerģijas daudzumu (0,1–0,3 eV).
(2) Gāzveida daļiņas atstāj plēves virsmu un tiek transportētas uz substrāta virsmu ar noteiktu kustības ātrumu, būtībā bez sadursmes, taisnā līnijā.
(3) Gāzveida daļiņas, kas sasniedz substrāta virsmu, saplūst un veidojas kodolā, un pēc tam pāraug cietas fāzes plēvē.
(4) Filmu veidojošo atomu reorganizācija vai ķīmiskā savienošana.
2, iztvaikošanas apkure
(1) Iztvaikošanas pretestība karsējot
Iztvaikošana ar pretestības karsēšanu ir vienkāršākā un visbiežāk izmantotā sildīšanas metode, ko parasti izmanto pārklājuma materiāliem ar kušanas temperatūru zem 1500 ℃, metāliem ar augstu kušanas temperatūru stieples vai loksnes formā (W, Mo, Ti, Ta, bora nitrīds utt.) parasti tiek izgatavots piemērotā iztvaikošanas avota formā, kas ir noslogots ar iztvaicēšanas materiāliem, izmantojot elektriskās strāvas džoula siltumu, lai izkausētu, iztvaicētu vai sublimētu pārklājuma materiālu, iztvaikošanas avota forma galvenokārt ietver daudzšķiedru spirāli, U-veida sinusoidālo vilni. , plāna plāksne, laiva, konusa grozs utt. Tajā pašā laikā metode prasa, lai iztvaikošanas izejmateriālam būtu augsts kušanas punkts, zems piesātinājuma tvaika spiediens, stabilas ķīmiskās īpašības, tam nav ķīmiskas reakcijas ar pārklājuma materiālu augstā temperatūrā, laba karstumizturība, nelielas jaudas blīvuma izmaiņas utt. Tas pieņem lielu strāvu caur iztvaikošanas avotu, lai tas uzkarsētu un iztvaikotu plēves materiālu ar tiešu karsēšanu, vai arī ievieto plēves materiālu tīģelī, kas izgatavots no grafīta un izturīgs pret augstu temperatūru. metālu oksīdi (piemēram, A202, B0) un citi materiāli netiešai karsēšanai, lai iztvaikotu.
Iztvaikošanas pārklājumam ar pretestības karsēšanu ir ierobežojumi: ugunsizturīgiem metāliem ir zems tvaika spiediens, tāpēc ir grūti izveidot plānu plēvi;dažiem elementiem ir viegli izveidot sakausējumu ar sildīšanas stiepli;nav viegli iegūt vienmērīgu sakausējuma plēves sastāvu.Pateicoties vienkāršai struktūrai, zemai cenai un vienkāršai pretestības sildīšanas iztvaikošanas metodes darbībai, tas ir ļoti izplatīts iztvaikošanas metodes pielietojums.
(2) Elektronu staru karsēšanas iztvaikošana
Iztvaicēšana ar elektronu staru ir pārklājuma materiāla iztvaicēšanas metode, bombardējot to ar liela enerģijas blīvuma elektronu staru kūli, ievietojot to ar ūdeni atdzesētā vara tīģelī.Iztvaikošanas avots sastāv no elektronu emisijas avota, elektronu paātrinājuma jaudas avota, tīģeļa (parasti vara tīģeļa), magnētiskā lauka spoles un dzesēšanas ūdens komplekta utt. Šajā ierīcē sakarsētais materiāls tiek ievietots ūdenī. -dzesēts tīģelis, un elektronu stars bombardē tikai ļoti nelielu materiāla daļu, savukārt lielākā daļa atlikušā materiāla paliek ļoti zemā temperatūrā tīģeļa dzesēšanas efektā, ko var uzskatīt par tīģeļa bombardēto daļu.Tādējādi iztvaikošanas elektronu staru sildīšanas metode varētu izvairīties no piesārņojuma starp pārklājuma materiālu un iztvaikošanas avota materiālu.
Elektronu staru iztvaikošanas avota struktūru var iedalīt trīs veidos: taisnie lielgabali (Boules lielgabali), gredzenveida lielgabali (elektriski novirzīti) un e-pistoles (magnētiski novirzīti).Iztvaicēšanas iekārtā var ievietot vienu vai vairākus tīģeļus, kas vienlaikus vai atsevišķi var iztvaikot un nogulsnēt daudzas dažādas vielas.
Elektronu staru iztvaikošanas avotiem ir šādas priekšrocības.
① Elektronu staru bombardēšanas iztvaikošanas avota lielais staru kūļa blīvums var iegūt daudz lielāku enerģijas blīvumu nekā pretestības sildīšanas avots, kas var iztvaikot materiālus ar augstu kušanas temperatūru, piemēram, W, Mo, Al2O3 utt.
②Pārklājuma materiāls tiek ievietots ūdens dzesēšanas vara tīģelī, kas var izvairīties no iztvaikošanas izejmateriāla iztvaikošanas un reakcijas starp tiem.
③ Siltumu var pievienot tieši pārklājuma materiāla virsmai, kas palielina siltuma efektivitāti un samazina siltuma vadīšanas un siltuma starojuma zudumus.
Elektronu staru sildīšanas iztvaicēšanas metodes trūkums ir tāds, ka primārie elektroni no elektronu pistoles un sekundārie elektroni no pārklājuma materiāla virsmas jonizēs iztvaikojošos atomus un atlikušās gāzes molekulas, kas dažkārt ietekmēs plēves kvalitāti.
(3) Augstfrekvences indukcijas karsēšanas iztvaikošana
Augstfrekvences indukcijas karsēšanas iztvaikošanas mērķis ir novietot tīģeli ar pārklājuma materiālu augstfrekvences spirālveida spoles centrā, lai pārklājuma materiāls augstfrekvences elektromagnētiskā lauka indukcijas rezultātā radītu spēcīgu virpuļstrāvu un histerēzes efektu, kas izraisa plēves slānis uzkarst, līdz tas iztvaiko un iztvaiko.Iztvaikošanas avots parasti sastāv no ūdens dzesēšanas augstfrekvences spoles un grafīta vai keramikas (magnija oksīda, alumīnija oksīda, bora oksīda utt.) tīģeļa.Augstfrekvences barošanas bloks izmanto frekvenci no desmit tūkstošiem līdz vairākiem simtiem tūkstošu Hz, ieejas jauda ir no vairākiem līdz vairākiem simtiem kilovatu, jo mazāks ir membrānas materiāla tilpums, jo augstāka ir indukcijas frekvence.Indukcijas spoles frekvence parasti ir izgatavota no vara caurules, kas atdzesēta ar ūdeni.
Augstfrekvences indukcijas sildīšanas iztvaicēšanas metodes trūkums ir tāds, ka nav viegli precīzi pielāgot ieejas jaudu, tai ir šādas priekšrocības.
① Augsts iztvaikošanas ātrums
②Iztvaikošanas avota temperatūra ir vienmērīga un stabila, tāpēc nav viegli radīt pārklājuma pilienu izšļakstīšanos, kā arī var izvairīties no caurumu parādības uz nogulsnētās plēves.
③ Iztvaikošanas avots tiek ielādēts vienu reizi, un temperatūru ir salīdzinoši viegli un vienkārši kontrolēt.
Izsūtīšanas laiks: 2022. gada 28. oktobris