Lors du revêtement par évaporation, la nucléation et la croissance de la couche de film constituent la base de diverses technologies de revêtement ionique.
1.Nucléation
Intechnologie de revêtement par évaporation sous videAprès leur évaporation sous forme d'atomes, les particules de la couche mince se déposent directement sur la pièce à usiner sous vide poussé et y forment la couche mince par nucléation et croissance. Lors de l'évaporation sous vide, l'énergie des atomes de la couche mince s'échappant de la source est d'environ 0,2 eV. Lorsque la cohésion entre les particules de la couche mince est supérieure à la force de liaison entre les atomes de la couche mince et la pièce à usiner, un noyau insulaire se forme. Un atome isolé de la couche mince reste à la surface de la pièce pendant un certain temps, effectuant des mouvements irréguliers, diffusant, migrant ou entrant en collision avec d'autres atomes pour former des amas atomiques. Lorsque le nombre d'atomes dans l'amas atteint une valeur critique, un noyau stable, appelé noyau homogène, se forme.
La surface de la pièce, lisse et présentant de nombreux défauts et irrégularités, subit une adsorption différente des atomes radioactifs selon ses différentes parties. L'énergie d'adsorption à la surface d'un défaut étant supérieure à celle d'une surface normale, ce défaut devient un centre actif, favorisant une nucléation préférentielle, appelée nucléation hétérogène. Lorsque la force de cohésion est égale à la force de liaison, ou lorsque la force de liaison entre les atomes de la membrane et la pièce est supérieure à la force de cohésion entre les atomes de la membrane, une structure lamellaire se forme. En métallisation ionique, un noyau insulaire se forme le plus souvent.
2. Croissance
Une fois le cœur du film formé, il continue de croître en piégeant les atomes incidents. Les îlots grandissent et se combinent entre eux pour former des hémisphères plus grands, formant progressivement une couche d'îlots hémisphériques qui se répand sur la surface de la pièce.
Lorsque l'énergie atomique de la couche de film est élevée, elle peut diffuser suffisamment en surface et un film lisse et continu se former si les amas atomiques incidents sont de petite taille. Si la diffusion des atomes en surface est faible et que la taille des amas déposés est importante, ils se présentent sous forme de grands noyaux péninsulaires. Le sommet de ces noyaux exerce un fort effet d'ombrage sur la partie concave, c'est-à-dire l'« effet d'ombre ». La projection de la surface favorise la capture des atomes déposés ultérieurement et une croissance préférentielle, ce qui entraîne une concavité croissante de la surface et la formation de cristaux coniques ou colonnaires de taille suffisante. Des vides se forment entre les cristaux coniques et la rugosité de surface augmente. Un tissu fin peut être obtenu sous vide poussé ; plus le niveau de vide diminue, plus la microstructure de la membrane s'épaissit.
Date de publication : 24 mai 2023