व्हॅक्यूम बाष्पीभवन कोटिंगचे तत्त्व
1, उपकरणे आणि व्हॅक्यूम बाष्पीभवन कोटिंगची भौतिक प्रक्रिया
व्हॅक्यूम बाष्पीभवन कोटिंग उपकरणे प्रामुख्याने व्हॅक्यूम चेंबर आणि इव्हॅक्युएशन सिस्टमने बनलेली असतात.व्हॅक्यूम चेंबरच्या आत, बाष्पीभवन स्त्रोत (म्हणजे बाष्पीभवन हीटर), सब्सट्रेट आणि सब्सट्रेट फ्रेम, सब्सट्रेट हीटर, एक्झॉस्ट सिस्टम इ.
कोटिंग सामग्री व्हॅक्यूम चेंबरच्या बाष्पीभवन स्त्रोतामध्ये ठेवली जाते आणि उच्च व्हॅक्यूम परिस्थितीत, बाष्पीभवन स्त्रोताद्वारे ते बाष्पीभवन करण्यासाठी गरम केले जाते.जेव्हा वाष्प रेणूंची सरासरी मुक्त श्रेणी व्हॅक्यूम चेंबरच्या रेषीय आकारापेक्षा मोठी असते, तेव्हा बाष्पीभवन स्त्रोताच्या पृष्ठभागावरून फिल्म वाष्पाचे अणू आणि रेणू बाहेर पडल्यानंतर, इतर रेणू किंवा अणूंच्या टक्करमुळे क्वचितच अडथळा येतो, आणि थेट थरच्या पृष्ठभागावर लेपित करण्यासाठी पोहोचते.सब्सट्रेटच्या कमी तापमानामुळे, फिल्म बाष्पाचे कण त्यावर घनीभूत होतात आणि एक फिल्म तयार करतात.
बाष्पीभवन रेणू आणि सब्सट्रेटचे आसंजन सुधारण्यासाठी, सब्सट्रेट योग्य गरम किंवा आयन साफ करून सक्रिय केले जाऊ शकते.व्हॅक्यूम बाष्पीभवन कोटिंग सामग्रीचे बाष्पीभवन, वाहतूक ते फिल्ममध्ये ठेवण्यापर्यंत खालील भौतिक प्रक्रियेतून जाते.
(१) उर्जेच्या इतर प्रकारांना थर्मल एनर्जीमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी विविध मार्गांचा वापर करून, फिल्म सामग्री विशिष्ट प्रमाणात (0.1 ते 0.3 eV) सह वायू कणांमध्ये (अणू, रेणू किंवा अणू समूह) बाष्पीभवन करण्यासाठी किंवा उदात्तीकरण करण्यासाठी गरम केली जाते.
(२) वायूचे कण फिल्मच्या पृष्ठभागावरून निघून जातात आणि एका विशिष्ट गतीने, मूलत: टक्कर न होता, एका सरळ रेषेत सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर नेले जातात.
(३) सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर पोहोचणारे वायूचे कण एकत्र होतात आणि न्यूक्लिएट होतात आणि नंतर घन-फेज फिल्ममध्ये वाढतात.
(४) फिल्म बनवणाऱ्या अणूंची पुनर्रचना किंवा रासायनिक बंधन.
2, बाष्पीभवन गरम
(1) प्रतिरोधक गरम बाष्पीभवन
रेझिस्टन्स हीटिंग बाष्पीभवन ही सर्वात सोपी आणि सामान्यतः वापरली जाणारी गरम पद्धत आहे, सामान्यत: 1500 ℃ पेक्षा कमी वितळण्याच्या बिंदूसह कोटिंग सामग्रीवर लागू होते, वायर किंवा शीटच्या आकारातील उच्च वितळ बिंदू धातू (W, Mo, Ti, Ta, बोरॉन नायट्राइड इ.) आहेत. सामान्यतः बाष्पीभवन स्त्रोताच्या योग्य आकारात बनविलेले, बाष्पीभवन सामग्रीने भरलेले, विद्युत प्रवाहाच्या जौल उष्णतेद्वारे प्लेटिंग सामग्री वितळणे, बाष्पीभवन करणे किंवा उदात्तीकरण करणे, बाष्पीभवन स्त्रोताच्या आकारात प्रामुख्याने मल्टी-स्ट्रँड सर्पिल, यू-आकार, साइन वेव्ह यांचा समावेश होतो. , पातळ प्लेट, बोट, शंकूची टोपली, इ. त्याच वेळी, पद्धतीमध्ये बाष्पीभवन स्त्रोत सामग्री उच्च वितळण्याचे बिंदू, कमी संपृक्त बाष्प दाब, स्थिर रासायनिक गुणधर्म असणे आवश्यक आहे, उच्च तापमानात कोटिंग सामग्रीवर रासायनिक प्रतिक्रिया नसणे, चांगली उष्णता प्रतिरोधक क्षमता, पॉवर डेन्सिटीमध्ये लहान बदल इ. बाष्पीभवन स्त्रोताद्वारे उच्च प्रवाहाचा अवलंब करते ज्यामुळे ते गरम होते आणि थेट गरम करून फिल्म सामग्रीचे बाष्पीभवन होते किंवा फिल्म सामग्रीला ग्रेफाइट आणि विशिष्ट उच्च तापमान प्रतिरोधक क्रुसिबलमध्ये ठेवते. मेटल ऑक्साइड (जसे की A202, B0) आणि बाष्पीभवन करण्यासाठी अप्रत्यक्ष गरम करण्यासाठी इतर साहित्य.
प्रतिरोधक हीटिंग बाष्पीभवन कोटिंगला मर्यादा आहेत: रीफ्रॅक्टरी धातूंमध्ये कमी वाष्प दाब असतो, ज्यामुळे पातळ फिल्म बनवणे कठीण असते;काही घटक हीटिंग वायरसह मिश्र धातु तयार करणे सोपे आहे;मिश्र धातुच्या फिल्मची एकसमान रचना मिळवणे सोपे नाही.साधी रचना, कमी किंमत आणि प्रतिरोधक हीटिंग बाष्पीभवन पद्धतीचे सोपे ऑपरेशन यामुळे, बाष्पीभवन पद्धतीचा हा एक अतिशय सामान्य वापर आहे.
(2) इलेक्ट्रॉन बीम गरम करणारे बाष्पीभवन
इलेक्ट्रॉन बीम बाष्पीभवन ही उच्च-ऊर्जा घनतेच्या इलेक्ट्रॉन बीमने पाण्याने थंड केलेल्या तांब्याच्या क्रुसिबलमध्ये ठेवून कोटिंग सामग्रीचे बाष्पीभवन करण्याची एक पद्धत आहे.बाष्पीभवन स्त्रोतामध्ये इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन स्त्रोत, एक इलेक्ट्रॉन प्रवेग उर्जा स्त्रोत, एक क्रूसिबल (सामान्यतः तांबे क्रुसिबल), एक चुंबकीय क्षेत्र कॉइल आणि थंड पाण्याचा संच इत्यादींचा समावेश असतो. या उपकरणामध्ये, गरम केलेली सामग्री पाण्यात ठेवली जाते. -कूल्ड क्रुसिबल, आणि इलेक्ट्रॉन बीम मटेरिअलच्या अगदी लहान भागावर बॉम्बर्ड करतो, तर उर्वरित मटेरियल क्रुसिबलच्या कूलिंग इफेक्ट अंतर्गत अत्यंत कमी तापमानात राहते, ज्याला क्रूसिबलचा बॉम्बर्ड भाग म्हणून ओळखले जाऊ शकते.अशा प्रकारे, बाष्पीभवनासाठी इलेक्ट्रॉन बीम गरम करण्याची पद्धत कोटिंग सामग्री आणि बाष्पीभवन स्त्रोत सामग्रीमधील दूषितता टाळू शकते.
इलेक्ट्रॉन बीम बाष्पीभवन स्त्रोताची रचना तीन प्रकारांमध्ये विभागली जाऊ शकते: सरळ तोफा (बोल्स गन), रिंग गन (इलेक्ट्रिकली डिफ्लेक्टेड) आणि ई-गन (चुंबकीयदृष्ट्या विक्षेपित).बाष्पीभवन सुविधेमध्ये एक किंवा अधिक क्रूसिबल ठेवता येतात, जे एकाच वेळी किंवा स्वतंत्रपणे अनेक पदार्थ बाष्पीभवन आणि जमा करू शकतात.
इलेक्ट्रॉन बीम बाष्पीभवन स्त्रोतांचे खालील फायदे आहेत.
① इलेक्ट्रॉन बीम बॉम्बर्डमेंट बाष्पीभवन स्त्रोताची उच्च बीम घनता प्रतिरोधक हीटिंग स्त्रोतापेक्षा खूप जास्त ऊर्जा घनता मिळवू शकते, जे उच्च वितळ बिंदू सामग्रीचे बाष्पीभवन करू शकते, जसे की W, Mo, Al2O3, इ..
②कोटिंग सामग्री वॉटर-कूल्ड कॉपर क्रूसिबलमध्ये ठेवली जाते, ज्यामुळे बाष्पीभवन स्त्रोत सामग्रीचे बाष्पीभवन आणि त्यांच्यामधील प्रतिक्रिया टाळता येते.
③उष्णता थेट कोटिंग सामग्रीच्या पृष्ठभागावर जोडली जाऊ शकते, ज्यामुळे थर्मल कार्यक्षमता जास्त होते आणि उष्णता वहन आणि उष्णता विकिरण कमी होते.
इलेक्ट्रॉन बीम तापविण्याच्या बाष्पीभवन पद्धतीचा तोटा असा आहे की इलेक्ट्रॉन गनमधील प्राथमिक इलेक्ट्रॉन्स आणि कोटिंग सामग्रीच्या पृष्ठभागावरील दुय्यम इलेक्ट्रॉन बाष्पीभवन अणू आणि अवशिष्ट वायू रेणूंचे आयनीकरण करतात, ज्यामुळे चित्रपटाच्या गुणवत्तेवर कधीकधी परिणाम होतो.
(3) उच्च वारंवारता इंडक्शन हीटिंग बाष्पीभवन
उच्च-फ्रिक्वेंसी इंडक्शन हीटिंग बाष्पीभवन म्हणजे उच्च-फ्रिक्वेंसी सर्पिल कॉइलच्या मध्यभागी कोटिंग सामग्रीसह क्रूसिबल ठेवणे, जेणेकरून कोटिंग सामग्री उच्च-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या इंडक्शन अंतर्गत मजबूत एडी करंट आणि हिस्टेरेसिस प्रभाव निर्माण करते, ज्यामुळे बाष्पीभवन आणि बाष्पीभवन होईपर्यंत गरम करण्यासाठी फिल्म थर.बाष्पीभवन स्त्रोतामध्ये सामान्यतः वॉटर-कूल्ड हाय-फ्रिक्वेंसी कॉइल आणि ग्रेफाइट किंवा सिरॅमिक (मॅग्नेशियम ऑक्साईड, अॅल्युमिनियम ऑक्साईड, बोरॉन ऑक्साईड इ.) क्रूसिबल असते.उच्च वारंवारता वीज पुरवठा दहा हजार ते अनेक लाख हर्ट्झची वारंवारता वापरतो, इनपुट पॉवर अनेक ते शंभर किलोवॅट्स असते, झिल्ली सामग्रीची मात्रा जितकी लहान असेल तितकी प्रेरण वारंवारता जास्त असते.इंडक्शन कॉइल वारंवारता सहसा वॉटर-कूल्ड कॉपर ट्यूबची बनलेली असते.
उच्च-फ्रिक्वेंसी इंडक्शन हीटिंग बाष्पीभवन पद्धतीचा तोटा म्हणजे इनपुट पॉवर समायोजित करणे सोपे नाही, त्याचे खालील फायदे आहेत.
①उच्च बाष्पीभवन दर
②बाष्पीभवन स्त्रोताचे तापमान एकसमान आणि स्थिर असते, त्यामुळे कोटिंगच्या थेंबांच्या स्प्लॅशची घटना निर्माण करणे सोपे नसते आणि ते जमा केलेल्या फिल्मवर पिनहोलची घटना देखील टाळू शकते.
③ बाष्पीभवन स्त्रोत एकदाच लोड केला जातो आणि तापमान नियंत्रित करणे तुलनेने सोपे आणि सोपे आहे.
पोस्ट वेळ: ऑक्टोबर-28-2022