Giới thiệu công nghệ sơn bay hơi chân không

2、Làm nóng bay hơi

(1) Khả năng bay hơi gia nhiệt điện trở
Bay hơi gia nhiệt điện trở là phương pháp gia nhiệt đơn giản và được sử dụng phổ biến nhất, thường áp dụng cho các vật liệu phủ có nhiệt độ nóng chảy dưới 1500 ℃, các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao ở dạng dây hoặc dạng tấm (W, Mo, Ti, Ta, boron nitride, v.v.) là nguồn bay hơi thường được chế tạo thành hình dạng phù hợp, được nạp vật liệu bay hơi, thông qua nhiệt Joule của dòng điện để làm nóng chảy, bay hơi hoặc thăng hoa vật liệu mạ, hình dạng của nguồn bay hơi chủ yếu bao gồm xoắn ốc nhiều sợi, hình chữ U, sóng hình sin , tấm mỏng, thuyền, sọt nón,… Đồng thời, phương pháp yêu cầu nguồn vật liệu bay hơi phải có nhiệt độ nóng chảy cao, áp suất hơi bão hòa thấp, tính chất hóa học ổn định, không xảy ra phản ứng hóa học với vật liệu phủ ở nhiệt độ cao, khả năng chịu nhiệt tốt, thay đổi nhỏ về mật độ năng lượng, v.v. Nó sử dụng dòng điện cao thông qua nguồn bay hơi để làm cho vật liệu màng nóng lên và làm bay hơi vật liệu màng bằng cách gia nhiệt trực tiếp, hoặc đặt vật liệu màng vào nồi nấu bằng than chì và chịu được nhiệt độ cao nhất định oxit kim loại (như A202, B0) và các vật liệu khác để gia nhiệt gián tiếp cho bay hơi.
Lớp phủ bay hơi gia nhiệt điện trở có những hạn chế: kim loại chịu lửa có áp suất hơi thấp, khó tạo màng mỏng;một số nguyên tố dễ tạo thành hợp kim với dây đốt nóng;không dễ để có được thành phần đồng nhất của màng hợp kim.Do cấu trúc đơn giản, giá thấp và dễ vận hành của phương pháp bay hơi gia nhiệt điện trở nên phương pháp bay hơi này là một ứng dụng rất phổ biến.

(2) Sự bay hơi do đốt nóng bằng chùm tia điện tử
Bay hơi chùm điện tử là một phương pháp làm bay hơi vật liệu phủ bằng cách bắn phá nó bằng chùm điện tử mật độ năng lượng cao bằng cách đặt nó trong nồi nấu kim loại bằng đồng được làm mát bằng nước.Nguồn bay hơi bao gồm nguồn phát xạ điện tử, nguồn năng lượng gia tốc điện tử, nồi nấu kim loại (thường là nồi nấu đồng), cuộn dây từ trường và bộ nước làm mát, v.v. Trong thiết bị này, vật liệu được nung nóng được đặt trong nước nồi nấu kim loại được làm mát và chùm tia điện tử chỉ bắn phá một phần rất nhỏ vật liệu, trong khi phần lớn vật liệu còn lại vẫn ở nhiệt độ rất thấp dưới tác dụng làm mát của nồi nấu kim loại, có thể được coi là phần bị bắn phá của nồi nấu kim loại.Do đó, phương pháp gia nhiệt bằng chùm tia điện tử để bay hơi có thể tránh được sự nhiễm bẩn giữa vật liệu phủ và vật liệu nguồn bay hơi.
Cấu tạo của nguồn bay hơi chùm điện tử có thể chia làm 3 loại: súng thẳng (súng Boules), súng vòng (làm lệch hướng điện) và súng điện tử (làm lệch hướng từ tính).Một hoặc nhiều chén nung có thể được đặt trong thiết bị bay hơi, có thể làm bay hơi và lắng đọng nhiều chất khác nhau đồng thời hoặc riêng biệt.

Các nguồn bay hơi chùm tia điện tử có những ưu điểm sau.
①Mật độ chùm tia cao của nguồn bay hơi bắn phá chùm tia điện tử có thể thu được mật độ năng lượng lớn hơn nhiều so với nguồn gia nhiệt điện trở, có thể làm bay hơi các vật liệu có điểm nóng chảy cao, chẳng hạn như W, Mo, Al2O3, v.v.
②Vật liệu phủ được đặt trong nồi nấu bằng đồng làm mát bằng nước, có thể tránh sự bay hơi của vật liệu nguồn bay hơi và phản ứng giữa chúng.
③Nhiệt có thể được thêm trực tiếp vào bề mặt của vật liệu phủ, làm cho hiệu suất nhiệt cao và tổn thất dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt thấp.
Nhược điểm của phương pháp bay hơi gia nhiệt bằng chùm tia điện tử là các điện tử sơ cấp từ súng điện tử và các điện tử thứ cấp từ bề mặt vật liệu phủ sẽ làm ion hóa các nguyên tử bay hơi và các phân tử khí dư, đôi khi sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của màng.

(3) Bay hơi gia nhiệt cảm ứng tần số cao
Quá trình bay hơi gia nhiệt cảm ứng tần số cao là đặt nồi nấu kim loại với vật liệu phủ ở trung tâm của cuộn xoắn ốc tần số cao, để vật liệu phủ tạo ra dòng điện xoáy mạnh và hiệu ứng trễ dưới cảm ứng của trường điện từ tần số cao, gây ra lớp phim nóng lên cho đến khi nó bốc hơi và bay hơi.Nguồn bay hơi thường bao gồm một cuộn dây tần số cao làm mát bằng nước và một nồi nấu kim loại bằng than chì hoặc gốm (magiê oxit, nhôm oxit, boron oxit, v.v.).Bộ nguồn cao tần sử dụng tần số từ mười nghìn đến vài trăm nghìn Hz, công suất đầu vào vài đến vài trăm kilowatt, thể tích vật liệu màng càng nhỏ thì tần số cảm ứng càng cao.Tần số cuộn dây cảm ứng thường được làm bằng ống đồng làm mát bằng nước.
Nhược điểm của phương pháp bay hơi gia nhiệt cảm ứng tần số cao là không dễ điều chỉnh tốt công suất đầu vào, nó có những ưu điểm sau.
①Tốc độ bay hơi cao
②Nhiệt độ của nguồn bay hơi đồng đều và ổn định nên không dễ tạo ra hiện tượng bắn tung tóe các giọt nước phủ, đồng thời cũng có thể tránh được hiện tượng lỗ kim trên màng lắng đọng.
③Nguồn bay hơi được nạp một lần và nhiệt độ tương đối dễ kiểm soát và đơn giản.