1. La tasa de evaporación afectará las propiedades del recubrimiento evaporado.
La velocidad de evaporación influye considerablemente en la película depositada. Dado que la estructura del recubrimiento formada con una baja velocidad de deposición es porosa y propensa a la deposición de partículas grandes, es recomendable optar por una velocidad de evaporación más alta para garantizar la compacidad de la estructura del recubrimiento. Cuando la presión del gas residual en la cámara de vacío es constante, la velocidad de bombardeo del sustrato también lo es. Por lo tanto, al seleccionar una velocidad de deposición más alta, se reduce la cantidad de gas residual en la película depositada, disminuyendo así la reacción química entre las moléculas de gas residual y las partículas de la película evaporada. De esta manera, se mejora la pureza de la película depositada. Cabe destacar que una velocidad de deposición demasiado alta puede aumentar la tensión interna de la película, incrementando los defectos e incluso provocando su rotura. En particular, en el proceso de recubrimiento por evaporación reactiva, para que el gas reactivo reaccione completamente con las partículas del material de la película evaporada, se puede seleccionar una velocidad de deposición más baja. Por supuesto, la velocidad de evaporación varía según el material. Como ejemplo práctico, en la deposición de una película reflectante, si el espesor de la película es de 600 × 10⁻⁸ cm y el tiempo de evaporación es de 3 s, la reflectividad es del 93 %. Sin embargo, si se reduce la velocidad de evaporación manteniendo el mismo espesor, la deposición de la película tarda 10 minutos. En este caso, el espesor de la película se mantiene igual, pero la reflectividad disminuye al 68 %.
2. La temperatura del sustrato afectará al recubrimiento por evaporación.
La temperatura del sustrato influye considerablemente en la formación del recubrimiento por evaporación. A altas temperaturas, las moléculas de gas residual adsorbidas en la superficie del sustrato se eliminan con facilidad, especialmente las de vapor de agua. Además, a temperaturas elevadas, se favorece la transición de la adsorción física a la química, aumentando así la fuerza de unión entre las partículas. Asimismo, se reduce la diferencia entre la temperatura de recristalización de las moléculas de vapor y la temperatura del sustrato, disminuyendo o eliminando la tensión interna en la interfaz de la película. Por otra parte, dado que la temperatura del sustrato está relacionada con el estado cristalino de la película, a bajas temperaturas o sin calentamiento se forman fácilmente recubrimientos amorfos o microcristalinos. Por el contrario, a altas temperaturas se forma fácilmente un recubrimiento cristalino. El aumento de la temperatura del sustrato también contribuye a mejorar las propiedades mecánicas del recubrimiento. No obstante, la temperatura del sustrato no debe ser excesiva para evitar la evaporación del recubrimiento.
3. La presión residual del gas en la cámara de vacío afectará a las propiedades de la película.
La presión del gas residual en la cámara de vacío influye considerablemente en el rendimiento de la membrana. Las moléculas de gas residual a una presión excesiva no solo colisionan fácilmente con las partículas en evaporación, lo que reduce la energía cinética de estas sobre el sustrato y afecta la adhesión de la película. Además, una presión de gas residual demasiado alta perjudica gravemente la pureza de la película y reduce el rendimiento del recubrimiento.
4. Efecto de la temperatura de evaporación en el recubrimiento por evaporación
El efecto de la temperatura de evaporación en el rendimiento de la membrana se evidencia en la variación de la tasa de evaporación con la temperatura. A temperaturas elevadas, el calor de vaporización disminuye. Si el material de la membrana se evapora por encima de su temperatura de evaporación, incluso una ligera variación puede provocar un cambio brusco en su tasa de evaporación. Por lo tanto, es fundamental controlar con precisión la temperatura de evaporación durante la deposición de la película para evitar grandes gradientes de temperatura al calentar la fuente de evaporación. Para materiales de película propensos a la sublimación, también es crucial seleccionar el propio material como elemento calefactor para la evaporación, entre otras medidas.
5. El estado de limpieza del sustrato y de la cámara de recubrimiento afectará al rendimiento del recubrimiento.
La limpieza del sustrato y de la cámara de recubrimiento influye decisivamente en el rendimiento del recubrimiento. No solo afecta gravemente la pureza de la película depositada, sino que también reduce su adherencia. Por lo tanto, la purificación del sustrato, la limpieza de la cámara de recubrimiento al vacío y sus componentes (como el marco del sustrato), así como la desgasificación de la superficie, son procesos indispensables en el recubrimiento al vacío.
Fecha de publicación: 28 de febrero de 2023