Prinsipyo sa vacuum evaporation coating
1, Kagamitan ug pisikal nga proseso sa vacuum evaporation coating
Ang mga kagamitan sa vacuum evaporation coating kasagaran gilangkoban sa vacuum chamber ug evacuation system. Sa sulod sa vacuum chamber, adunay tinubdan sa evaporation (pananglitan evaporation heater), substrate ug substrate frame, substrate heater, exhaust system, ug uban pa.
Ang materyal sa patong gibutang sa tinubdan sa evaporation sa vacuum chamber, ug ubos sa taas nga kondisyon sa vacuum, kini gipainit sa tinubdan sa evaporation aron moalisngaw. Kung ang aberids nga free range sa mga molekula sa alisngaw mas dako kaysa sa linear nga gidak-on sa vacuum chamber, human ang mga atomo ug molekula sa film vapor mogawas gikan sa nawong sa tinubdan sa evaporation, talagsa ra kini mababagan sa pagbangga sa ubang mga molekula o atomo, ug direktang makaabot sa nawong sa substrate nga i-coat. Tungod sa ubos nga temperatura sa substrate, ang mga partikulo sa film vapor mo-condense niini ug maporma ang usa ka film.
Aron mapaayo ang pagtapot sa mga molekula sa evaporation ug substrate, ang substrate mahimong ma-aktibo pinaagi sa hustong pagpainit o paglimpyo sa ion. Ang vacuum evaporation coating moagi sa mosunod nga pisikal nga proseso gikan sa pag-evaporate sa materyal, transportasyon hangtod sa pagdeposito niini ngadto sa usa ka film.
(1) Gamit ang nagkalain-laing paagi sa pag-convert sa ubang mga porma sa enerhiya ngadto sa thermal energy, ang film material gipainit aron moalisngaw o mo-sublimate ngadto sa mga gaseous particle (mga atomo, molekula o atomic cluster) nga adunay piho nga gidaghanon sa enerhiya (0.1 ngadto sa 0.3 eV).
(2) Ang mga partikulo sa gas mobiya sa nawong sa pelikula ug madala ngadto sa nawong sa substrate sa usa ka piho nga katulin sa paglihok, nga halos walay pagbangga, sa usa ka tul-id nga linya.
(3) Ang mga gas nga partikulo nga makaabot sa nawong sa substrate maghiusa ug mag-nucleus, ug dayon motubo ngadto sa usa ka solid-phase film.
(4) Pag-usab sa organisasyon o kemikal nga pagbugkos sa mga atomo nga naglangkob sa pelikula.
2. Pagpainit sa ebaporasyon
(1) Pagsukol sa pag-alisngaw sa kainit
Ang resistance heating evaporation mao ang pinakasimple ug labing kasagarang gigamit nga pamaagi sa pagpainit, nga kasagarang magamit sa mga coating material nga adunay melting point nga ubos sa 1500℃, ang mga metal nga taas og melting point nga porma sa alambre o sheet (W, Mo, Ti, Ta, boron nitride, ug uban pa) kasagaran gihimo nga angay nga porma sa evaporation source, nga puno sa evaporation materials, pinaagi sa Joule heat sa electric current aron matunaw, ma-evaporate o ma-sublimate ang plating material, ang porma sa evaporation source kasagaran naglakip sa multi-strand spiral, U-shaped, sine wave, thin plate, boat, cone basket, ug uban pa. Sa samang higayon, ang pamaagi nagkinahanglan nga ang evaporation source material adunay taas nga melting point, ubos nga saturation vapor pressure, lig-on nga kemikal nga mga kabtangan, walay kemikal nga reaksyon sa coating material sa taas nga temperatura, maayo nga heat resistance, gamay nga pagbag-o sa power density, ug uban pa. Kini naggamit og taas nga current pinaagi sa evaporation source aron kini moinit ug mo-evaporate sa film material pinaagi sa direktang pagpainit, o ibutang ang film material sa crucible nga hinimo sa graphite ug pipila ka high temperature resistant metal oxides (sama sa A202, B0) ug uban pang mga materyales para sa indirect heating aron mo-evaporate.
Ang resistance heating evaporation coating adunay mga limitasyon: ang mga refractory metal adunay ubos nga vapor pressure, nga lisod himoon nga nipis nga film; ang ubang mga elemento dali nga maporma nga alloy gamit ang heating wire; dili sayon ang pagkuha og pare-pareho nga komposisyon sa alloy film. Tungod sa yano nga istruktura, barato nga presyo, ug dali nga operasyon sa resistance heating evaporation method, kini usa ka komon nga aplikasyon sa evaporation method.
(2) Pag-alisngaw sa kainit sa electron beam
Ang evaporation sa electron beam usa ka pamaagi sa pag-evaporate sa coating material pinaagi sa pagbomba niini gamit ang high-energy density electron beam pinaagi sa pagbutang niini sa water-cooled copper crucible. Ang evaporation source gilangkoban sa electron emission source, electron acceleration power source, crucible (kasagaran copper crucible), magnetic field coil, ug cooling water set, ug uban pa. Niini nga device, ang gipainit nga materyal gibutang sa water-cooled crucible, ug ang electron beam mobomba lang og gamay nga bahin sa materyal, samtang ang kadaghanan sa nahibiling materyal nagpabilin sa ubos kaayo nga temperatura ubos sa cooling effect sa crucible, nga mahimong isipon nga bombarded nga bahin sa crucible. Busa, ang pamaagi sa pagpainit sa electron beam para sa evaporation makalikay sa kontaminasyon tali sa coating material ug sa evaporation source material.
Ang istruktura sa tinubdan sa evaporation sa electron beam mahimong bahinon sa tulo ka klase: straight guns (Boules guns), ring guns (electrically deflected) ug e-guns (magnetically deflected). Usa o daghan pang crucibles ang mahimong ibutang sa usa ka evaporation facility, nga mahimong mo-evaporate ug mo-deposito og daghang lain-laing mga substansiya sa dungan o gilain.
Ang mga tinubdan sa pag-alisngaw sa electron beam adunay mosunod nga mga bentaha.
①Ang taas nga densidad sa sinag sa tinubdan sa pagpamomba sa electron beam makakuha og mas taas nga densidad sa enerhiya kaysa sa tinubdan sa pagpainit nga resistensya, nga mahimong moalisngaw sa mga materyales nga taas og melting point, sama sa W, Mo, Al2O3, ug uban pa.
②Ang materyal sa patong gibutang sa usa ka tunawan nga tumbaga nga gipabugnaw sa tubig, nga makalikay sa pag-alisngaw sa materyal nga gigikanan sa pag-alisngaw, ug ang reaksyon tali kanila.
③Mahimong idugang ang kainit direkta sa ibabaw sa materyal nga pang-coating, nga makapahimo sa thermal efficiency nga taas ug makapamenos sa pagkawala sa heat conduction ug heat radiation.
Ang disbentaha sa pamaagi sa pagpainit sa electron beam mao nga ang pangunang mga electron gikan sa electron gun ug ang ikaduhang mga electron gikan sa nawong sa coating material mo-ionize sa mga atomo nga moalisngaw ug mga nahibiling molekula sa gas, nga usahay makaapekto sa kalidad sa film.
(3) Pag-alisngaw sa taas nga frequency sa induction heating
Ang high-frequency induction heating evaporation mao ang pagbutang sa crucible nga adunay coating material sa tunga sa high-frequency spiral coil, aron ang coating material makamugna og kusog nga eddy current ug hysteresis effect ubos sa induction sa high-frequency electromagnetic field, nga hinungdan sa pag-init sa film layer hangtod nga kini moalisngaw ug moalisngaw. Ang tinubdan sa evaporation kasagaran gilangkoban sa usa ka water-cooled high-frequency coil ug usa ka graphite o ceramic (magnesium oxide, aluminum oxide, boron oxide, ug uban pa) nga crucible. Ang high frequency power supply naggamit og frequency nga napulo ka libo ngadto sa pipila ka gatos ka libo ka Hz, ang input power kay pipila ngadto sa pipila ka gatos ka kilowatts, kon mas gamay ang volume sa membrane material, mas taas ang induction frequency. Ang induction coil frequency kasagaran hinimo sa water-cooled copper tube.
Ang disbentaha sa high-frequency induction heating evaporation method mao nga dili sayon ang pag-adjust sa input power, ug kini adunay mosunod nga mga bentaha.
①Taas nga rate sa pag-alisngaw
②Ang temperatura sa tinubdan sa evaporation parehas ug lig-on, busa dili sayon ang pagsabwag sa mga tinulo sa coating, ug malikayan usab niini ang mga pinholes sa nadeposito nga film.
③Ang tinubdan sa evaporation gikarga kausa ra, ug ang temperatura medyo dali ug sayon kontrolon.
Oras sa pag-post: Oktubre-28-2022