การแนะนำเทคโนโลยีการเคลือบด้วยการระเหยสูญญากาศ

2、การให้ความร้อนโดยการระเหย

(1) ความต้านทานความร้อนการระเหย
การระเหยด้วยความร้อนแบบต้านทานเป็นวิธีการให้ความร้อนที่ง่ายที่สุดและใช้กันทั่วไปที่สุด โดยทั่วไปใช้กับวัสดุเคลือบที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า 1,500℃ โลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงในรูปลวดหรือแผ่น (W, Mo, Ti, Ta, โบรอนไนไตรด์ ฯลฯ) มักจะถูกทำให้เป็นรูปร่างของแหล่งระเหยที่เหมาะสม โหลดด้วยวัสดุระเหย ผ่านความร้อนจูลของกระแสไฟฟ้าเพื่อหลอม ระเหย หรือระเหิดวัสดุชุบ รูปร่างของแหล่งระเหยส่วนใหญ่ประกอบด้วยเกลียวหลายเส้น รูปตัว U คลื่นไซน์ แผ่นบาง เรือ ตะกร้ากรวย ฯลฯ ในเวลาเดียวกัน วิธีการนี้ต้องใช้วัสดุแหล่งระเหยที่มีจุดหลอมเหลวสูง แรงดันไออิ่มตัวต่ำ คุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร ไม่มีปฏิกิริยาเคมีกับวัสดุเคลือบที่อุณหภูมิสูง ทนความร้อนได้ดี การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความหนาแน่นของพลังงาน ฯลฯ ใช้กระแสไฟฟ้าสูงผ่านแหล่งระเหยเพื่อให้ร้อนขึ้นและระเหยวัสดุฟิล์มโดยความร้อนโดยตรง หรือใส่วัสดุฟิล์มลงในเบ้าหลอมที่ทำจากกราไฟท์และโลหะออกไซด์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูงบางชนิด (เช่น A202, B0) และวัสดุอื่นๆ สำหรับการทำความร้อนทางอ้อมเพื่อระเหย
การเคลือบด้วยความร้อนแบบระเหยมีข้อจำกัด: โลหะทนไฟมีแรงดันไอต่ำ ซึ่งทำฟิล์มบางได้ยาก ธาตุบางชนิดสร้างโลหะผสมได้ง่ายด้วยลวดทำความร้อน การได้ฟิล์มโลหะผสมที่มีองค์ประกอบสม่ำเสมอไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากโครงสร้างเรียบง่าย ราคาถูก และใช้งานง่ายของวิธีการระเหยด้วยความร้อนแบบต้านทาน จึงเป็นการประยุกต์ใช้วิธีการระเหยที่พบเห็นได้ทั่วไป

(2) การระเหยความร้อนด้วยลำแสงอิเล็กตรอน
การระเหยด้วยลำแสงอิเล็กตรอนเป็นวิธีการระเหยวัสดุเคลือบโดยการยิงลำแสงอิเล็กตรอนที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงใส่ในเบ้าหลอมทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ แหล่งการระเหยประกอบด้วยแหล่งปล่อยอิเล็กตรอน แหล่งพลังงานเร่งอิเล็กตรอน เบ้าหลอม (โดยปกติคือเบ้าหลอมทองแดง) ขดลวดสนามแม่เหล็ก และชุดน้ำหล่อเย็น เป็นต้น ในอุปกรณ์นี้ วัสดุที่ได้รับความร้อนจะถูกวางไว้ในเบ้าหลอมที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ และลำแสงอิเล็กตรอนจะยิงใส่วัสดุเพียงส่วนเล็กน้อยเท่านั้น ในขณะที่วัสดุที่เหลือส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในอุณหภูมิต่ำมากภายใต้เอฟเฟกต์การระบายความร้อนของเบ้าหลอม ซึ่งสามารถถือได้ว่าเป็นส่วนที่ยิงใส่เบ้าหลอม ดังนั้น วิธีการให้ความร้อนด้วยลำแสงอิเล็กตรอนเพื่อการระเหยจึงสามารถหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนระหว่างวัสดุเคลือบและวัสดุที่เป็นแหล่งการระเหยได้
โครงสร้างของแหล่งกำเนิดการระเหยด้วยลำแสงอิเล็กตรอนสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ ปืนตรง (ปืน Boules) ปืนวงแหวน (หักเหด้วยไฟฟ้า) และปืนแม่เหล็กไฟฟ้า (หักเหด้วยแม่เหล็ก) สามารถวางเบ้าหลอมหนึ่งอันหรือมากกว่านั้นในอุปกรณ์ระเหย ซึ่งสามารถระเหยและสะสมสารต่าง ๆ หลายชนิดพร้อมกันหรือแยกกัน

แหล่งกำเนิดการระเหยลำแสงอิเล็กตรอนมีข้อดีดังต่อไปนี้
① ความหนาแน่นของลำแสงสูงของแหล่งระเหยด้วยการยิงลำแสงอิเล็กตรอนสามารถรับความหนาแน่นของพลังงานได้มากกว่าแหล่งความร้อนด้วยความต้านทาน ซึ่งสามารถระเหยวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูง เช่น W, Mo, Al2O3 เป็นต้น ได้
② วัสดุเคลือบถูกวางอยู่ในเบ้าหลอมทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการระเหยของวัสดุแหล่งระเหย และปฏิกิริยาระหว่างวัสดุเหล่านั้น
③สามารถเพิ่มความร้อนลงบนพื้นผิวของวัสดุเคลือบได้โดยตรง ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพความร้อนสูง และการสูญเสียการนำความร้อนและการแผ่รังสีความร้อนต่ำ
ข้อเสียของวิธีการระเหยด้วยความร้อนด้วยลำแสงอิเล็กตรอนก็คือ อิเล็กตรอนหลักจากปืนอิเล็กตรอนและอิเล็กตรอนรองจากพื้นผิวของวัสดุเคลือบจะทำให้อะตอมที่ระเหยและโมเลกุลของก๊าซที่เหลือแตกตัวเป็นไอออน ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพของฟิล์มได้บางครั้ง

(3) การระเหยความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำความถี่สูง
การระเหยด้วยความร้อนเหนี่ยวนำความถี่สูงคือการวางเบ้าหลอมที่มีวัสดุเคลือบไว้ตรงกลางของขดลวดเกลียวความถี่สูง เพื่อให้วัสดุเคลือบสร้างกระแสวนและเอฟเฟกต์ฮิสเทอรีซิสที่รุนแรงภายใต้การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง ซึ่งทำให้ชั้นฟิล์มร้อนขึ้นจนกระทั่งระเหยและระเหย แหล่งระเหยโดยทั่วไปประกอบด้วยขดลวดความถี่สูงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำและเบ้าหลอมกราไฟต์หรือเซรามิก (แมกนีเซียมออกไซด์ อะลูมิเนียมออกไซด์ โบรอนออกไซด์ ฯลฯ) แหล่งจ่ายไฟความถี่สูงใช้ความถี่ตั้งแต่หนึ่งหมื่นถึงหลายแสนเฮิรตซ์ กำลังไฟฟ้าเข้าคือหลายถึงหลายร้อยกิโลวัตต์ ยิ่งปริมาตรของวัสดุเมมเบรนเล็กลง ความถี่การเหนี่ยวนำก็จะสูงขึ้น ความถี่ของขดลวดเหนี่ยวนำมักทำจากท่อทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ
ข้อเสียของวิธีการระเหยความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำความถี่สูงก็คือ ไม่ง่ายที่จะปรับกำลังไฟเข้าอย่างละเอียด แต่มีข้อดีดังต่อไปนี้
①อัตราการระเหยสูง
② อุณหภูมิของแหล่งระเหยมีความสม่ำเสมอและมีเสถียรภาพ จึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเกิดปรากฏการณ์หยดสารเคลือบกระเซ็น และยังสามารถหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์รูพรุนบนฟิล์มที่สะสมได้อีกด้วย
③โหลดแหล่งระเหยเพียงครั้งเดียว และอุณหภูมิก็ค่อนข้างง่ายและควบคุมได้ง่าย