درجة حرارة تبخر طبقة الفيلم وضغط البخار

يمكن لطبقة الفيلم في مصدر التبخير الحراري أن تحول جزيئات الغشاء، على شكل ذرات (أو جزيئات)، إلى الحالة الغازية. عند درجة الحرارة العالية لمصدر التبخير، تكتسب الذرات أو الجزيئات الموجودة على سطح الغشاء طاقة كافية للتغلب على التوتر السطحي والتبخر. توجد هذه الذرات أو الجزيئات المتبخرة في حالة غازية في الفراغ، أي في الحالة الغازية، سواء كانت مواد معدنية أو غير معدنية.

في بيئة مفرغة من الهواء، يمكن تحسين عمليتي التسخين والتبخير لمواد الأغشية. تقلل هذه البيئة من تأثير الضغط الجوي على عملية التبخير، مما يُسهّل تنفيذها. ففي الضغط الجوي، تحتاج المادة إلى ضغط أكبر للتغلب على مقاومة الغاز، بينما في الفراغ، تقل هذه المقاومة بشكل كبير، مما يُسهّل عملية التبخير. في عملية طلاء التبخير، تُعد درجة حرارة التبخير وضغط بخار مادة مصدر التبخير من العوامل المهمة في اختيارها. بالنسبة لطلاء الكادميوم (السيلينيوم، الكبريت)، تتراوح درجة حرارة التبخير عادةً بين 1000 و2000 درجة مئوية، لذا يجب اختيار مادة مصدر تبخير ذات درجة حرارة تبخير مناسبة. على سبيل المثال، تبلغ درجة حرارة تبخير الألومنيوم 2400 درجة مئوية عند الضغط الجوي، ولكنها تنخفض بشكل ملحوظ في ظروف الفراغ. يعود ذلك إلى عدم وجود جزيئات جوية في الفراغ، مما يُسهّل تبخير ذرات أو جزيئات الألومنيوم من السطح. تُعدّ هذه الظاهرة ميزةً هامةً لطلاء التبخير الفراغي. ففي بيئة الفراغ، يصبح تبخير مادة الفيلم أسهل، ما يسمح بتكوين أغشية رقيقة عند درجات حرارة منخفضة. ويُقلّل انخفاض درجة الحرارة من أكسدة المادة وتحللها، وبالتالي يُسهم في تحضير أغشية ذات جودة أعلى.
أثناء عملية الطلاء بالتفريغ، يُطلق على الضغط الذي تتوازن عنده أبخرة مادة الفيلم في الحالة الصلبة أو السائلة اسم ضغط بخار التشبع عند تلك الدرجة الحرارية. يعكس هذا الضغط التوازن الديناميكي بين التبخر والتكثيف عند درجة حرارة معينة. عادةً، تكون درجة الحرارة في أجزاء أخرى من حجرة التفريغ أقل بكثير من درجة حرارة مصدر التبخر، مما يُسهّل على ذرات أو جزيئات الغشاء المتبخرة التكثيف في أجزاء أخرى من الحجرة. في هذه الحالة، إذا كان معدل التبخر أكبر من معدل التكثيف، فسيصل ضغط البخار إلى ضغط بخار التشبع في حالة التوازن الديناميكي. أي، في هذه الحالة، يتساوى عدد الذرات أو الجزيئات المتبخرة مع عددها المتكثف، ويتحقق التوازن الديناميكي.

– نُشر هذا المقال بواسطةمصنع آلات الطلاء بالتفريغقوانغدونغ تشنهوا