纳米涂层真空镀膜技术

时间:2024年11月23日 来源:

真空镀膜:离子镀膜法:离子镀膜技术是在真空条件下,应用气体放电实现镀膜的,即在真空室中使气体或蒸发物质电离,在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下、同时将蒸发物或其反应产物蒸镀在基片上。根据不同膜材的气化方式和离化方式可分为不同类型的离子镀膜方式。膜材的气化方式有电阻加热、电子束加热、等离子电子束加热、高频感应加热、阴极弧光放电加热等。气体分子或原子的离化和启动方式有:辉光放电型、电子束型、热电子型、等离子电子束型、多弧型及高真空电弧放电型,以及各种形式的离子源等。不同的蒸发源与不同的电离或激发方式可以有多种不同的组合。目前比较常用的组合方式有:真空镀膜技术被誉为较具发展前途的重要技术之一,并已在高技术产业化的发展中展现出诱人的市场前景。纳米涂层真空镀膜技术

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真空镀膜的方法:化学气相沉积:化学气相沉积是一种化学生长方法,简称CVD(ChemicalVaporDeposition)技术。这种方法是把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物的单质气体供给基片,利用加热、等离子体、紫外光乃至激光等能源,借助气相作用或在基片表面的化学反应(热分解或化学合成)生成要求的薄膜。真空镀钛的CVD法中Z常用的就是等离子体化学气相沉积(PCVD)。利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电(或另加发热体)使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜。莆田来料真空镀膜镀膜层能有效提升产品的抗划痕能力。

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在不同的镀膜应用中,反应气体发挥着不同的作用。以下是一些典型的应用实例:溅射镀膜:在溅射镀膜中,惰性气体(如氩气)常作为工作气体使用。它通过被电场加速并轰击靶材来产生溅射效应,从而将靶材原子或分子沉积到基材表面形成薄膜。同时,惰性气体还可以防止靶材与基材之间的化学反应发生,从而确保镀膜成分的纯净性。蒸发镀膜:在蒸发镀膜中,反应气体通常用于与蒸发源材料发生化学反应并生成所需的化合物薄膜。例如,在制备金属氧化物薄膜时,氧气作为反应气体与蒸发源金属发生氧化反应并生成氧化物薄膜。通过精确控制氧气的流量和压力等参数,可以优化镀膜过程并提高镀膜质量。

薄膜的成膜过程是一个物质形态的转变过程,不可避免地在成膜后的膜层中会有应力存在。应力的存在对膜强度是有害的,轻者导致膜层耐不住摩擦,重者造成膜层的龟裂或网状细道子。因此,在镀膜过程中需要采取一系列措施来减少应力。例如,通过镀后烘烤、降温时间适当延长、镀膜过程离子辅助以及选择合适的膜系匹配等方法来减少应力;同时,还可以通过提高蒸镀真空度、加强去油去污处理、保持工作环境的干燥等方法来改善膜层质量,提高膜层的均匀性和附着力。真空镀膜过程中需严格控制镀膜时间。

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磁控溅射的工作原理是指电子在外加电场的作用下,在飞向衬底过程中与氩原子发生碰撞,使其电离产生出Ar正离子和新的电子;新电子飞向衬底,Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射。在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加,二次电子的能量消耗殆尽,逐渐远离靶表面,并在电场的作用下沉积在衬底上。由于该电子的能量很低,传递给衬底的能量很小,致使衬底温升较低。镀膜层在真空条件下均匀附着于基材。纳米涂层真空镀膜技术

在真空中制备膜层,包括镀制晶态的金属、半导体、绝缘体等单质或化合物膜。纳米涂层真空镀膜技术

磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下,在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞,使其电离产生出Ar正离子和新的电子;新电子飞向基片,Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射。在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移,简称E×B漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场,则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,它们的运动路径不仅很长,而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。纳米涂层真空镀膜技术

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