Giới thiệu công nghệ phủ bốc hơi chân không

2、Sưởi ấm bằng hơi nước

(1) Bốc hơi nhiệt điện trở
Bốc hơi gia nhiệt điện trở là phương pháp gia nhiệt đơn giản nhất và được sử dụng phổ biến nhất, thường áp dụng cho vật liệu phủ có điểm nóng chảy dưới 1500℃, kim loại có điểm nóng chảy cao ở dạng dây hoặc tấm (W, Mo, Ti, Ta, bo nitrua, v.v.) thường được chế tạo thành hình dạng nguồn bốc hơi phù hợp, được nạp vật liệu bốc hơi, thông qua nhiệt Joule của dòng điện để làm tan chảy, bốc hơi hoặc thăng hoa vật liệu mạ, hình dạng của nguồn bốc hơi chủ yếu bao gồm xoắn ốc nhiều sợi, hình chữ U, sóng sin, tấm mỏng, thuyền, giỏ hình nón, v.v. Đồng thời, phương pháp này yêu cầu vật liệu nguồn bốc hơi phải có điểm nóng chảy cao, áp suất hơi bão hòa thấp, tính chất hóa học ổn định, không có phản ứng hóa học với vật liệu phủ ở nhiệt độ cao, khả năng chịu nhiệt tốt, mật độ công suất thay đổi nhỏ, v.v. Nó sử dụng dòng điện cao thông qua nguồn bốc hơi để làm nóng và bốc hơi vật liệu màng bằng cách gia nhiệt trực tiếp hoặc cho vật liệu màng vào nồi nấu bằng than chì và một số oxit kim loại chịu nhiệt độ cao (như A202, B0) và các vật liệu khác để gia nhiệt gián tiếp để bay hơi.
Lớp phủ bốc hơi nhiệt điện trở có những hạn chế: kim loại chịu lửa có áp suất hơi thấp, khó tạo màng mỏng; một số nguyên tố dễ tạo hợp kim với dây đốt nóng; không dễ để có được thành phần đồng nhất của màng hợp kim. Do cấu trúc đơn giản, giá thành thấp và dễ vận hành của phương pháp bốc hơi nhiệt điện trở nên là ứng dụng rất phổ biến của phương pháp bốc hơi.

(2) Bốc hơi bằng chùm tia điện tử
Bốc hơi chùm tia điện tử là phương pháp bốc hơi vật liệu phủ bằng cách bắn phá nó bằng chùm tia điện tử mật độ năng lượng cao bằng cách đặt nó vào một nồi nấu bằng đồng làm mát bằng nước. Nguồn bốc hơi bao gồm một nguồn phát xạ điện tử, một nguồn điện tăng tốc điện tử, một nồi nấu (thường là nồi nấu bằng đồng), một cuộn dây từ trường và một bộ nước làm mát, v.v. Trong thiết bị này, vật liệu được nung nóng được đặt trong một nồi nấu làm mát bằng nước và chùm tia điện tử chỉ bắn phá một phần rất nhỏ của vật liệu, trong khi hầu hết vật liệu còn lại vẫn ở nhiệt độ rất thấp dưới tác dụng làm mát của nồi nấu, có thể được coi là phần bị bắn phá của nồi nấu. Do đó, phương pháp gia nhiệt chùm tia điện tử để bốc hơi có thể tránh được sự nhiễm bẩn giữa vật liệu phủ và vật liệu nguồn bốc hơi.
Cấu trúc của nguồn bốc hơi chùm tia điện tử có thể được chia thành ba loại: súng thẳng (súng Boules), súng vòng (bị lệch về điện) và súng e (bị lệch về từ). Một hoặc nhiều nồi nấu có thể được đặt trong một cơ sở bốc hơi, có thể bốc hơi và lắng đọng nhiều chất khác nhau cùng một lúc hoặc riêng biệt.

Nguồn bốc hơi chùm tia điện tử có những ưu điểm sau.
①Mật độ chùm tia cao của nguồn bốc hơi bắn phá chùm tia điện tử có thể đạt được mật độ năng lượng lớn hơn nhiều so với nguồn gia nhiệt điện trở, có thể bốc hơi các vật liệu có điểm nóng chảy cao như W, Mo, Al2O3, v.v.
②Vật liệu phủ được đặt trong nồi nấu đồng làm mát bằng nước, có thể tránh được sự bay hơi của vật liệu nguồn bay hơi và phản ứng giữa chúng.
③Có thể bổ sung nhiệt trực tiếp vào bề mặt vật liệu phủ, giúp hiệu suất nhiệt cao và giảm thiểu thất thoát dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt.
Nhược điểm của phương pháp bốc hơi gia nhiệt bằng chùm tia điện tử là các electron chính từ súng điện tử và các electron thứ cấp từ bề mặt vật liệu phủ sẽ ion hóa các nguyên tử bay hơi và các phân tử khí còn lại, đôi khi sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của màng phim.

(3) Bốc hơi gia nhiệt cảm ứng tần số cao
Bốc hơi gia nhiệt cảm ứng tần số cao là đặt nồi nấu kim loại có vật liệu phủ vào giữa cuộn xoắn ốc tần số cao, để vật liệu phủ tạo ra dòng điện xoáy mạnh và hiệu ứng trễ dưới sự cảm ứng của trường điện từ tần số cao, khiến lớp màng nóng lên cho đến khi bốc hơi và bốc hơi. Nguồn bốc hơi thường bao gồm cuộn dây tần số cao làm mát bằng nước và nồi nấu kim loại graphite hoặc gốm (magiê oxit, nhôm oxit, bo oxit, v.v.). Nguồn điện tần số cao sử dụng tần số từ mười nghìn đến vài trăm nghìn Hz, công suất đầu vào là vài đến vài trăm kilowatt, thể tích vật liệu màng càng nhỏ thì tần số cảm ứng càng cao. Tần số cuộn cảm ứng thường được làm bằng ống đồng làm mát bằng nước.
Nhược điểm của phương pháp bốc hơi gia nhiệt cảm ứng tần số cao là không dễ điều chỉnh công suất đầu vào, nó có những ưu điểm sau.
①Tốc độ bốc hơi cao
②Nhiệt độ của nguồn bốc hơi đồng đều và ổn định nên không dễ sinh ra hiện tượng giọt sơn bắn tung tóe, đồng thời cũng tránh được hiện tượng lỗ kim trên màng sơn lắng đọng.
③Nguồn bốc hơi được nạp một lần, nhiệt độ tương đối dễ dàng và đơn giản để kiểm soát.