ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของการชุบโลหะด้วยการระเหยในสุญญากาศ

1. อัตราการระเหยจะมีผลต่อคุณสมบัติของสารเคลือบที่เกิดจากการระเหย

อัตราการระเหยมีอิทธิพลอย่างมากต่อฟิล์มที่เคลือบ เนื่องจากโครงสร้างการเคลือบที่เกิดจากอัตราการเคลือบต่ำจะหลวมและง่ายต่อการเกิดการตกตะกอนของอนุภาคขนาดใหญ่ จึงควรเลือกอัตราการระเหยที่สูงขึ้นเพื่อความปลอดภัยและความหนาแน่นของโครงสร้างการเคลือบ เมื่อความดันของก๊าซตกค้างในห้องสุญญากาศคงที่ อัตราการกระแทกของพื้นผิวก็จะคงที่เช่นกัน ดังนั้นปริมาณก๊าซตกค้างในฟิล์มที่เคลือบหลังจากเลือกอัตราการเคลือบที่สูงขึ้นจะลดลง จึงช่วยลดปฏิกิริยาเคมีระหว่างโมเลกุลของก๊าซตกค้างกับอนุภาคของฟิล์มที่ระเหย ส่งผลให้ความบริสุทธิ์ของฟิล์มที่เคลือบดีขึ้น อย่างไรก็ตาม ควรระวังว่าหากอัตราการเคลือบเร็วเกินไป อาจเพิ่มความเครียดภายในของฟิล์ม เพิ่มจำนวนข้อบกพร่องในฟิล์ม และอาจนำไปสู่การฉีกขาดของฟิล์มได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการชุบด้วยการระเหยแบบปฏิกิริยา เพื่อให้ก๊าซปฏิกิริยาทำปฏิกิริยากับอนุภาคของวัสดุฟิล์มที่ระเหยได้อย่างสมบูรณ์ สามารถเลือกอัตราการเคลือบที่ต่ำลงได้ แน่นอนว่าวัสดุที่แตกต่างกันก็ต้องเลือกอัตราการระเหยที่แตกต่างกันด้วย ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม – การเคลือบฟิล์มสะท้อนแสง หากความหนาของฟิล์มคือ 600×10⁻⁸ ซม. และเวลาในการระเหยคือ 3 วินาที ค่าการสะท้อนแสงจะอยู่ที่ 93% อย่างไรก็ตาม หากลดอัตราการระเหยลงภายใต้เงื่อนไขความหนาเท่าเดิม จะใช้เวลา 10 นาทีในการเคลือบฟิล์มให้เสร็จสมบูรณ์ ในเวลานั้น ความหนาของฟิล์มจะเท่าเดิม แต่ค่าการสะท้อนแสงจะลดลงเหลือ 68%

2. อุณหภูมิของพื้นผิวจะมีผลต่อการเคลือบผิวด้วยการระเหย

อุณหภูมิของพื้นผิวมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเคลือบแบบระเหย โมเลกุลของก๊าซที่ตกค้างซึ่งดูดซับอยู่บนพื้นผิวของพื้นผิวที่อุณหภูมิพื้นผิวสูงจะถูกกำจัดออกได้ง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกำจัดโมเลกุลของไอน้ำมีความสำคัญมากกว่า นอกจากนี้ ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ไม่เพียงแต่จะส่งเสริมการเปลี่ยนจากการดูดซับทางกายภาพไปเป็นการดูดซับทางเคมีได้ง่ายขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคอีกด้วย ยิ่งไปกว่านั้น ยังสามารถลดความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ของโมเลกุลไอน้ำและอุณหภูมิของพื้นผิว จึงช่วยลดหรือขจัดความเครียดภายในที่ส่วนต่อประสานของฟิล์มได้ นอกจากนี้ เนื่องจากอุณหภูมิของพื้นผิวมีความสัมพันธ์กับสถานะผลึกของฟิล์ม จึงมักเกิดการเคลือบแบบอสัณฐานหรือผลึกขนาดเล็กได้ง่ายภายใต้สภาวะที่อุณหภูมิพื้นผิวต่ำหรือไม่มีการให้ความร้อน ในทางตรงกันข้าม เมื่ออุณหภูมิสูง การเคลือบแบบผลึกจะเกิดขึ้นได้ง่าย การเพิ่มอุณหภูมิของพื้นผิวยังเอื้อต่อการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของการเคลือบอีกด้วย แน่นอนว่าอุณหภูมิของพื้นผิวไม่ควรสูงเกินไปเพื่อป้องกันการระเหยของการเคลือบ

3. แรงดันก๊าซตกค้างในห้องสุญญากาศจะมีผลต่อคุณสมบัติของฟิล์ม

ความดันของก๊าซตกค้างในห้องสุญญากาศมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเมมเบรน โมเลกุลของก๊าซตกค้างที่มีความดันสูงเกินไปไม่เพียงแต่จะชนกับอนุภาคที่ระเหยได้ง่าย ซึ่งจะลดพลังงานจลน์ของอนุภาคบนพื้นผิวและส่งผลต่อการยึดเกาะของฟิล์มเท่านั้น นอกจากนี้ ความดันก๊าซตกค้างที่สูงเกินไปจะส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อความบริสุทธิ์ของฟิล์มและลดประสิทธิภาพของการเคลือบอีกด้วย

4. ผลของอุณหภูมิการระเหยต่อการเคลือบด้วยการระเหย

ผลกระทบของอุณหภูมิการระเหยต่อประสิทธิภาพของเมมเบรนแสดงให้เห็นได้จากการเปลี่ยนแปลงของอัตราการระเหยตามอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิการระเหยสูง ความร้อนของการระเหยจะลดลง หากวัสดุเมมเบรนระเหยที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการระเหย แม้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในอัตราการระเหยของวัสดุเมมเบรน ดังนั้น การควบคุมอุณหภูมิการระเหยอย่างแม่นยำในระหว่างการสร้างฟิล์มจึงมีความสำคัญมาก เพื่อหลีกเลี่ยงความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากเกินไปเมื่อให้ความร้อนแก่แหล่งระเหย สำหรับวัสดุฟิล์มที่ระเหยง่าย การเลือกใช้วัสดุนั้นเองเป็นตัวให้ความร้อนสำหรับการระเหยและมาตรการอื่นๆ ก็มีความสำคัญมากเช่นกัน

5. สภาพความสะอาดของพื้นผิวและห้องเคลือบจะมีผลต่อประสิทธิภาพการเคลือบ

ความสะอาดของพื้นผิวและห้องเคลือบมีผลต่อประสิทธิภาพของการเคลือบอย่างมาก ไม่เพียงแต่จะส่งผลเสียต่อความบริสุทธิ์ของฟิล์มที่เคลือบเท่านั้น แต่ยังลดการยึดเกาะของฟิล์มอีกด้วย ดังนั้น การทำความสะอาดพื้นผิว การทำความสะอาดห้องเคลือบสุญญากาศและส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง (เช่น โครงยึดพื้นผิว) และการกำจัดก๊าซบนพื้นผิว ล้วนเป็นกระบวนการที่ขาดไม่ได้ในกระบวนการเคลือบสุญญากาศ