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四川Flash梯子加速器真空技术系列文章-真空镀膜
 

四川Flash梯子加速器真空技术系列文章-真空镀膜 

  真空镀膜技术是一种新颖的材料合成与加工的新技术,是表面工程技术领域的重要组成部分。真空镀膜技术是利用物理、化学手段将固体表面涂覆一层特殊性能的薄膜,从而使固体表面具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、防辐射、导电、导磁、绝缘和装饰等许多优于固体材料本身的优越性能,达到提高产品质量、延长产品寿命、节约能源和获得显著技术经济效益的作用。因此真空镀膜技术被誉为最具发展前途的重要技术之一,并已在高技术产业化的发展中展现出诱人的市场前景。

一、真空技术

 

真空:低于一个大气压的气体状态。

       1643年,意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli) 首创著名的大气压实验,获得真空。

自然真空:气压随海拔高度增加而减小,存在于宇宙空间。

人为真空:用Flash加速器最新版抽掉容器中的气体。

真空度的单位:

1标准大气压=760mmHg=760(Torr)

1标准大气压=1.013x105 Pa

1Torr=133.3Pa

真空区域的划分

目前尚无统一规定,一般最常见的划分为:

   粗真空  

   低真空

   高真空

   超高真空

   极高真空  

真空的获得:

•低真空(10-1Pa)——机械泵

•较高真空(10-3~10-4Pa)——扩散泵

•更高真空——涡轮分子泵

真空度的测量:

实用的真空计主要有:

•U形真空计——10-5 ~1 Pa

•热传导真空计 ——  100~10-1 Pa

•高真空电离真空计 ——  10-1~10-5 Pa

•B-A超高真空电离计 ——10-1~ 10-9 Pa

 (贝耶得和阿尔伯特研制)

•分压强真空计——10-1~ 10-14 Pa

真空技术在近代尖端科学技术,如表面科学、薄膜技术、空间科学、高能粒子加速器、微电子学、材料科学等工作中都占有关键的地位,在工业生产中也有日益广泛的应用。

二、薄膜材料的制备

薄膜制备方法有很多种,如液相制备方法、电化学制备方法等,直接制备薄膜以气相沉积为主.包括:

◆  化学气相沉积( CVD) 

          借助空间气相化学反应在衬底表面上沉积固态薄膜。

◆  物理气相沉积( PVD)

          用物理方法(如电弧、高频或等离子等高温热源)将源物质转移到气相中,在衬底表面上沉积固态薄膜。包括真空蒸发、真空溅射等。

真空蒸发镀膜:在真空中把制作薄膜的材料加热蒸发,使其淀积在适当的表面上。它的优点是沉积速度较高,蒸发源结构简单,易制作,造价低廉,但不能蒸发难熔金属和介质材料。最大的缺点就是材料的利用率极低(试料在篮状蒸发源中以  立体角、在舟状蒸发源中以  立体角四散开来)

真空溅射镀膜:当高能粒子(电场加速的正离子)打在固体表面时,与表面的原子、分子交换能量,从而使这些原子、分子飞溅出来,落在衬底上形成薄膜。溅射镀膜材料的利用率大大高于蒸发镀膜。

薄膜技术的应用

薄膜技术在现代科学技术和工业生产中有着广泛的应用:例如:光学系统中使用的各种反射膜、增透膜、滤光片、分束镜、偏振镜等;电子器件中用的薄膜电阻,特别是平面型晶体管和超大规模集成电路也有赖于薄膜技术来制造;硬质保护膜可使各种经常受磨损的器件表面硬化,大大增强表面的耐磨程度;在塑料、陶瓷、石膏和玻璃等非金属材料表面镀以金属膜具有良好的美化装饰效果,有些合金膜还起着保护层的作用;磁性薄膜具有记忆功能,在电子计算机中作存储记录介质而占有重要地位。

 

 

 

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