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近代物理实验报告近代物理实验报告实验题目： 1 真空获得与真空测量2 热蒸发法制备金属薄膜材料3 磁控溅射法制备金属薄膜材料班级：学号：学生姓名：实验教师：2010-2011学年第1学期实验1真空获得与真空测量实验时间：地点：指导学生：【摘要】本实验采用JCP-350C 型热蒸发/磁控溅射真空镀膜机，初步了解真空获得与测量的方法，熟悉使用镀膜机的机械泵和油扩散泵，能用测量真空的热偶真空计和电离真空计等实验仪器，掌握真空的获得和测量方法。
【关键词】镀膜机；机械泵；扩散泵；真空获得和测量一、实验目的1.1、学习并了解真空科学基础知识，学会掌握低、高真空获得和测量的原理及方法；1.2、熟悉实验设备和仪器的使用。
二、实验仪器JCP-350C 型热蒸发/磁控溅射真空镀膜机。
三、真空简介3.1真空“真空”这一术语译自拉丁文Vacuo ，其意义是虚无。
其实真空应理解为气体较稀薄的空间。
在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态统称为真空。
3.2真空的等级真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。
1958年，第一界国际技术会议曾建议采用“托”(Torr)作为测量真空度的单位。
国际单位制(SI)中规定压力的单位为帕(Pa)。
我国采用SI 规定。
● 1标准大气压(1atm)≈1.013×105Pa(帕)● 1Torr≈1/760atm≈1mmHg● 1Torr≈133Pa● 我国真空区域划分为：粗真空、低真空、高真空、超高真空和极高真空。
●粗真空Pa 35103331~100131 ●低真空 Pa 13103331~103331- ●高真空 Pa 61103331~103331-- ●超高真空Pa 106103331~103331--● 极高真空Pa 10103331-??< 3.3获得真空的意义获得真空不仅在科研、教学、工业以及人类生活中应用起到很大的作用，而且给人类的整个社会文明的进步、财富创造以及科技创新都具有重大的意义。
镀膜实践总结报告1. 引言本报告旨在总结镀膜实践的经验和教训，并提出进一步改进实践的建议。
镀膜作为一种常用的表面处理技术，广泛应用于许多领域，如光学器件制造、电子元件制造等。
通过镀膜可以提高材料的耐腐蚀性、增加光学透过率等性能，因此对于提高产品质量具有重要意义。
2. 实践过程在镀膜实践中，我们按照以下步骤进行：2.1 材料准备首先，我们准备了需要进行镀膜的基材，及所需的镀膜材料。
基材的选择要根据实际需求和要求的性能来确定，镀膜材料也需要根据要达到的效果来选择。
2.2 表面准备在进行镀膜前，需要对基材的表面进行准备，以确保镀膜能够有效附着在基材上。
常见的表面准备方法包括清洗、打磨和去除氧化膜等。
2.3 镀膜过程镀膜过程是整个实践的核心环节，它通常包括以下几个步骤：1.准备镀膜设备：安装所需设备和材料，确保设备的正常运行。
2.准备镀膜液：按照配方将所需化学品按比例混合，并调整镀膜液的pH值和温度等参数。
3.镀膜操作：将基材浸入镀膜液中，通过电解或化学反应等方式，在基材表面形成一层薄膜。
4.清洗步骤：在完成镀膜后，需要对镀膜的基材进行清洗，以去除残留的镀膜液和杂质。
5.检测和评估：对镀膜薄膜进行必要的检测和评估，以确保其达到要求的性能和质量。
2.4 质量控制在整个实践过程中，我们需要进行严格的质量控制，以确保镀膜的质量和稳定性。
常用的质量控制方法包括镀膜厚度的测量、镀膜物理性能的测试、镀膜外观的检查等。
3. 实践经验总结通过镀膜实践，我们总结了以下几点经验：1.选择合适的基材和镀膜材料非常重要，需要根据实际需求来确定。
2.注意表面准备的细节，保证镀膜能够牢固附着在基材上。
3.控制好镀膜液的配方和参数，以确保薄膜的性能和质量。
4.进行严格的质量控制，及时发现和解决问题，确保镀膜的稳定性和一致性。
4. 改进建议基于本次实践的经验和教训，我们提出以下改进建议：1.在实践前，更加深入地了解镀膜的理论知识，以便更好地实施实践。
⏹实验原理真空镀膜是将固体材料置于真空室内，在真空条件下，将固体材料加热蒸发，蒸发出来的原子或分子能自由地弥布到容器的器壁上。
当把一些加工好的基板材料放在其中时，蒸发出来的原子或分子就会吸附在基板上逐渐形成一层薄膜。
真空镀膜有两种方法,一是蒸发,一是溅射。
本次实验采用蒸发方法。
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。
●真空系统(DM—300镀膜机)●蒸发源蒸发源的形状如下图，大致有螺旋式(a)、篮式(b)、发叉式(c)和浅舟式(d)等●蒸发源选取原则1 有良好的热稳定性，化学性质不活泼，达到蒸发温度时加热器本身的蒸汽压要足够底。
2 蒸发源的熔点要高于被蒸发物的蒸发温度。
加热器要有足够大的热容量。
3 蒸发物质和蒸发源材料的互熔性必须很底，不易形成合金。
4 要求线圈状蒸发源所用材料能与蒸发材料有良好的浸润，有较大的表面张力。
5 对于不易制成丝状、或蒸发材料与丝状蒸发源的表面张力较小时，可采用舟状蒸发源。
●薄膜厚度分布设蒸发源为点蒸发源，单位时间内通过任何方向一立体角dω的质量为：蒸发物质到达任一方向面积元ds质量为：设蒸发物的密度为ρ，单位时间淀积在ds上的膜厚为t，则比较以上两式可得：对于平行平面ds，φ=θ，则上式为：由：可得在点源的正上方区域(δ=0)时：●薄膜的厚度测量–干涉显微镜法干涉条纹间距Δ0 ，条纹移动Δ，台阶高为：测出Δ0 和Δ，即可测得膜厚t其中λ为单色光波长，如用白光，λ取⏹实验步骤1.绕制钨篮，清洗钨篮和载玻片,铝丝，祛除表面氧化物。
2制作基片，.用一窄薄铝片遮盖在载玻片上，以便镀膜完成后在基片上形成台阶。
3. 将钨篮和钼舟固定在钟罩内的电极上，并放入铝丝。
,4抽至真空度达10-6torr以上,开始蒸发镀膜。
5.镀膜完成后,处理真空机组的后续工作。
6.用称重法测薄膜的厚度。
7.用干涉法测薄膜的厚度。
⏹思考题1扩散泵启动前必须要有机械泵提供的前级真空度几pa以上，否则就会使(a)扩散泵不能正常工作 (b) 扩散泵抽速降低 (c) 扩散泵返油[答案：(a)]2真空蒸发镀膜时，轰击装置的作用是(a)使基片升温 (b) 使钟罩升温 (c) 清洁基片和钟罩内壁[答案：(c) ]3 打开钟罩之前，必须充大气，这是为了(a)用大气冷却基片 (b) 升钟罩时不损坏升降电机 (c) 大气可以保护钟罩[ 答案：(b)]4 用干涉显微镜测膜厚，如果仪器调节一切正常，不出现干涉条纹的原因可能有(a)灯光太暗 (b) 镀膜层放反 (c) 镀膜层太薄[答案：(b)(c) ]5 我们使用的DM-300真空镀膜机，为什么在机械泵和扩散泵之间要加储气罐？⏹本实验重点1． DM-300镀膜机的真空系统结构及正确操作2．分别用钨篮和钼舟做蒸发源，掌握好二者的蒸发电流和蒸发时间是镀膜质量好坏的关键。
镀膜实践总结报告镀膜实践总结报告根据我们团队的计划，我们在过去的几周中进行了一次镀膜实践。
镀膜是一种涂覆在表面的薄膜，可以提供保护、改善性能或增加美观等功能。
在这次实践中，我们主要关注了光学镀膜和防腐镀膜两个方面。
首先，我们进行了光学镀膜的实践。
我们选择了一些常见的透明材料，如玻璃和塑料，在其表面进行了不同种类的镀膜。
我们使用了真空蒸发镀膜的方法，将金属蒸发在材料表面。
通过调整镀膜的材料和厚度，我们成功地制备了不同种类的光学镀膜。
通过对镀膜后样品的测试，我们发现镀膜对光的透过性、反射性和折射率都产生了显著的影响。
这表明我们的实践是成功的，并且我们获得了一些有用的数据和知识。
其次，我们进行了防腐镀膜的实践。
我们选择了一些常见的金属材料，如铁和铝，在其表面进行了不同种类的镀膜。
我们使用了电镀的方法，在金属表面电镀一层防腐膜。
通过对镀膜后样品进行腐蚀测试，我们发现镀膜能够显著改善金属的耐腐蚀性能。
这意味着我们的实践对于保护金属材料免受腐蚀具有重要意义。
在这次镀膜实践中，我们遇到了一些挑战。
首先，真空蒸发镀膜的设备使用起来比较复杂，需要熟练的操作和调试。
我们花了一些时间来熟悉设备的使用方法，并逐渐提高了我们的技能。
其次，镀膜的制备过程需要严格的实验条件，如洁净的实验环境和合适的温度控制。
我们花了很多时间来准备实验环境，并对实验参数进行优化，以确保我们获得高质量的镀膜。
最后，我们在实践中也遇到了一些结果不一致的情况。
通过分析实验数据和讨论，我们发现了问题所在，并采取了相应的措施进行改进。
通过这次镀膜实践，我们学到了很多知识和技能。
我们了解了光学镀膜和防腐镀膜的原理和应用，并学会了一些镀膜的制备方法和技巧。
我们还学会了如何设计实验、分析数据和改进实验，以提高实验的可重复性和准确性。
这些知识和技能对我们今后的学习和工作都具有重要的意义。
总的来说，这次镀膜实践是一次有意义的实践活动。
通过参与其中，我们不仅获得了实践经验和知识，还提高了实验技能和团队合作能力。
一、实验目的1. 熟悉镀膜机的基本结构和工作原理。
2. 掌握镀膜机的基本操作步骤和注意事项。
3. 学习使用镀膜机进行薄膜制备。
4. 了解薄膜性能的检测方法。
二、实验原理镀膜机是一种用于制备薄膜的设备，通过物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等手段，将靶材蒸发或化学转化成薄膜，沉积在基板上。
本实验采用蒸发法进行薄膜制备。
蒸发法的基本原理是：将靶材加热至一定温度，使其蒸发，蒸汽分子在真空环境中向基板运动，沉积在基板上形成薄膜。
三、实验仪器与材料1. 镀膜机：DM-450型2. 真空系统：机械泵-涡轮分子泵真空系统3. 靶材：金（Au）4. 基板：玻璃板5. 真空计：热偶真空计6. 温度计：热电偶温度计7. 薄膜性能检测设备：紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜（SEM）四、实验步骤1. 开启镀膜机，预热至设定温度。
2. 启动真空系统，抽真空至设定真空度。
3. 将靶材放置在蒸发源处，调整靶材与基板之间的距离。
4. 启动蒸发源，使靶材蒸发。
5. 调整蒸发速率和蒸发时间，制备所需厚度的薄膜。
6. 关闭蒸发源，逐渐释放真空，取出基板。
7. 使用紫外-可见分光光度计检测薄膜的透过率。
8. 使用SEM观察薄膜的形貌。
五、实验结果与分析1. 薄膜透过率：通过紫外-可见分光光度计测量薄膜在特定波长下的透过率，可以得到薄膜的透过率曲线。
2. 薄膜厚度：根据蒸发速率和蒸发时间，可以计算出薄膜的厚度。
3. 薄膜形貌：使用SEM观察薄膜的形貌，可以分析薄膜的均匀性、颗粒大小等。
六、实验结论1. 通过本次实验，掌握了镀膜机的基本操作步骤和注意事项。
2. 成功制备了所需厚度的薄膜，并通过紫外-可见分光光度计和SEM进行了性能检测。
3. 实验结果表明，薄膜的透过率和厚度符合预期，薄膜形貌良好。
七、实验讨论1. 影响薄膜质量的因素：靶材纯度、蒸发源温度、蒸发速率、蒸发时间、真空度等。
2. 薄膜制备过程中的注意事项：避免空气污染、保持真空度、控制蒸发速率等。
物理镀银实验报告物理镀银实验报告导言：物理镀银是一种常见的表面处理技术，通过在物体表面沉积一层银膜，不仅可以提升物体的外观质感，还能增加其耐腐蚀性和导电性能。
本实验旨在通过物理镀银实验，探究银膜的制备过程及其对物体性质的影响。
一、实验材料与方法1. 实验材料：- 玻璃片- 银盐溶液- 铝箔- 高真空镀膜机2. 实验方法：- 将玻璃片清洗干净，确保表面无杂质。
- 在高真空镀膜机中，将玻璃片放置在样品架上。
- 打开高真空镀膜机，将铝箔放入镀膜机中，并加热至铝箔开始蒸发。
- 蒸发铝箔的蒸汽与玻璃片表面反应生成银膜。
- 镀膜过程结束后，关闭高真空镀膜机，取出玻璃片。
二、实验结果与讨论经过物理镀银实验后，观察到玻璃片表面形成了一层均匀且光滑的银膜。
通过显微镜观察，可以看到银膜的厚度大致在几十纳米左右。
该银膜具有良好的附着力，并且在常温下不易剥离。
物理镀银的原理是利用高真空环境下，将铝箔加热至其蒸汽压达到一定值，然后与玻璃片表面的氧气反应生成银膜。
在高真空环境下，铝箔蒸发的蒸汽能够快速扩散到玻璃片表面，从而实现均匀的镀膜效果。
银膜的形成对玻璃片的性质有着明显的影响。
首先，银膜能够提升玻璃片的光学性能。
由于银膜具有良好的反射性能，所以镀银后的玻璃片能够反射掉一部分光线，使得玻璃片呈现出银白色。
其次，银膜还能够提高玻璃片的导电性能。
银是一种优良的导电材料，镀银后的玻璃片能够在表面形成导电层，从而提高了其导电性能。
然而，物理镀银也存在一些问题。
首先，银膜的厚度对其性能有着重要影响。
如果银膜过厚，容易出现剥离现象；而如果过薄，则可能导致镀膜效果不佳。
因此，在实际应用中，需要根据具体需求来确定合适的银膜厚度。
其次，物理镀银过程中需要高真空环境，设备复杂，成本较高。
这也限制了物理镀银技术的应用范围。
三、实验结论通过物理镀银实验，我们成功地制备了一层均匀且光滑的银膜。
该银膜具有良好的附着力和导电性能，能够提升玻璃片的外观质感和性能。
多层介质膜滤光片的镀制摘要：本实验以蒸发真空镀膜机对滤光片镀膜，采用干涉原理对膜厚进行监控。
使用单色仪把光源透过滤光片并有反射镜反射回来到单色仪上的光，经由单色仪原理被分成不同的光束，再由光电倍增管将光信号放大并转化为电信号。
通过理论模拟和实际实验结果进行比较，分析实验误差产生的原因。
关键词：干涉滤光片、高真空镀膜、光学极值法测膜厚、真空检验引言：当光线进入不同传递物质时（如由空气进入玻璃），大约有5% 会被反射掉，在光学瞄准镜中有许多透镜和折射镜，整个加起来可以让入射光线损失达30%至40%。
现代光学透镜通常都镀有单层或多层氟化镁的增透膜，单层增透膜可使反射减少至 1.5%，多层增透膜则可让反射降低至 0.25%，所以整个瞄准镜如果加以适当镀膜，光线透穿率可达 95%。
镀了单层增透膜的镜片通常是蓝紫色或是红色，镀多层增透膜的镜片则呈淡绿色或暗紫色。
通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面，称为蒸发镀膜。
这种方法最早由M.法拉第于1857年提出，现代已成为常用镀膜技术之一。
蒸发物质如金属、化合物等置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发源，待镀工件，如金属、陶瓷、塑料等基片置于坩埚前方。
待系统抽至高真空后，加热使其中的物质蒸发。
蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表面。
薄膜厚度可由数百埃至数微米。
膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间（或决定于装料量），并与源和基片的距离有关。
对于大面积镀膜，常采用旋转基片或多蒸发源的方式以保证膜层厚度的均匀性。
从蒸发源到基片的距离应小于蒸气分子在残余气体中的平均自由程，以免蒸气分子与残气分子碰撞引起化学作用。
蒸气分子平均动能约为0.1～0.2电子伏。
本实验通过蒸发真空镀膜设备对滤光片镀膜。
原理：1、真空技术“真空”是指气压低于一个大气压的气体状态。
在真空状态下，单位体积中的气体分子数大大减少，分子平均自由程增大，气体分子之间、气体分子与其他粒子之间的相互碰撞也随之减少。
这些特点被广泛应用于科学研究和生产的许多领域中，例如：电子器件、大规模集成电路、加速器、表面物理、热核反应、空间环境模拟、真空冶炼和真空包装等。
真空工艺品镀膜摘要：通过在真空中对玻璃片进行镀膜，来了解真空镀膜的原理及具体操作。
通过自己选材，设计，镀膜等一系列的过程，来提高自我的分析问题和解决问题的能力。
关键字：真空度；镀膜；原子转移1引言真空镀膜指在真空中将金属或金属化合物沉积在基体表面上，从技术角度可分40年代开始的蒸发镀膜、溅射镀膜和70年代才发展起来的离子镀膜、束流沉积等四种。
真空镀膜有以下优点：(1)、它可以用一般的金属（铝、铜）代替日益缺乏的贵重金属（金、银）并使产品降低成本，提高质量，节省原材料。
(2)、由于真空分子碰撞少，污染少，可获得表面物理研究中所要求的纯洁、结构致密的薄膜。
(3)、镀膜时间和速度可以准确的控制，所以可以得到任意厚度均匀或非均匀薄膜。
(4)、被镀件和蒸镀物均可以是金属或非金属，镀膜时被镀件表面不受损坏，薄膜与基体具有同等的光洁度[1]。
可以这样说，真空镀膜实验在某种意义上讲奠定了薄膜材料的基础，真空镀膜实验也成为近代物理实验或材料专业实验的重要一分子，它成为学生了解真空现象，掌握真空技术、应用真空条件进行工作的一把钥匙[2]。
2真空蒸发镀膜原理任何物质在一定温度下，总有一些分子从凝聚态（固态、液态）变为气态离开物质表面，但固体在常温下，这种蒸发量是极小的。
如果将固体材料置于真空中加热至材此材料蒸发温度时，在汽化热作用下材料的分子或原子具有足够的热振动能量去克服固体表面间的吸引力，并以一定的速度逸出变成气态分子或原子向四周迅速蒸发散射。
当真空度高，分子自由程λ远大于蒸发器与被镀物的距离d时[一般要求 =(2~3)d],材料的蒸气分子在散射途中才能无阻挡地直线到达被镀物和真空室表面。
在化学（化学键引力起的吸附）作用下，蒸气分子就吸附在基片表面上。
当基片表面温度低于某一临界温度，则蒸气分子在其表面凝结，即核化过程，形成“晶核”。
当蒸气分子入射到基片上的密度较大时，晶核逐渐长大，而成核数目并不显著增多。
由于后续的分子直接入射到晶核上，已吸收分子和小晶核迁移到一起形成晶粒，两个晶核长大到互相接触合并成晶粒等三个因素，使晶粒不断长大结合，构成一层网膜。
近代物理实验实验报告真空镀膜学院数理与信息工程学院班级姓名学 号时 间摘要：通过本实验，我们温习了真空的特点、获得和测量，学习掌握真空蒸发镀膜的基本原理，通过热蒸发法用金属锡为材料对基底玻片表面进行了镀膜。
关键词：真空 真空镀膜 实验步骤0 引言：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镀膜，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、节约能源的作用。
1950年后，真空获得和测量取得的进展推动了真空镀膜技术迅速实现产业化，使薄膜技术获得腾飞。
20世纪70年代各种真空镀膜技术的应用全面实现产业化。
目前真空镀膜技术已在国民经济各个领域得到应用，如航空、航天、电子、信息、机械、石油、化工、环保、军事等领域。
它在高技术产业化的发展中展现出了诱人的市场前景，被誉为最具有发展前途的重要技术之一。
本次实验，我们在真空的获得和测量的基础上，进一步学习掌握了真空热蒸发法镀膜，大致掌握其技术要领，分析镀膜情况。
1 实验原理关于真空的获得和测量已在上个学期的实验中了解过，在此就不在赘述。
真空镀膜是在真空室中进行的，当需要蒸发的材料加热到一定温度时，材料中分子或原子的热振动能量可增大到足以克服表面的束缚能。
于是大量分子或原子从液态或直接从固态汽化。
当蒸汽粒子遇到温度较低的工件表面时，就会在被镀工件表面沉积一层薄膜。
要使玻璃表面在真空室中镀上一层厚度均匀的膜，为此对玻璃的表面就有一定的要求，比如清洁，没有油污等。
在真空条件下可减少蒸发材料的原子、分子在飞向制品过程中和其他分子的碰撞，减少气体中的活性分子和蒸发源材料间的化学反应（如氧化等），从而提供膜层的致密度、纯度、沉积速率和与附着力。
通常真空蒸镀要求成膜室内压力等于或低于10-2Pa ，对于蒸发源与被镀制品和薄膜质量要求很高的场合，则要求压力更低（10-5Pa ）。
物理学本科专业近代物理实验报告实验题目： 1 真空获得与真空测量2 热蒸发法制备金属薄膜材料3 磁控溅射法制备金属薄膜材料班级：***学号：***学生姓名：***实验教师：***2014-2015学年第1学期实验1真空获得与真空测量地点：福煤实验楼D 栋405【摘要】本文介绍了真空技术的有关知识，阐述了低真空和高真空的获得与测量方法。
【关键词】机械泵；扩散泵；真空技术；低真空；高真空；获得与测量1．实验目的（1）了解真空技术的基本知识。
（2）掌握真空获得和测量的方法。
（3）熟悉有关设备和仪器的使用方法。
2. 实验原理2.1真空知识2.1.1真空的概念及真空的区域划分“真空”这一术语译自拉丁文Vacuo ，其意义是虚无。
所谓真空，指的是压强比一个标准大气压更低的稀薄气体状态的空间。
气体稀薄的程度称为真空度，通常用气体压强的大小来表示。
气体越稀薄，气体压强越小，真空度越高；反之，则真空度越低。
1958年，第一界国际技术会议曾建议采用“托”(Torr )作为测量真空度的单位。
国际单位制(SI)中规定压力的单位为帕(Pa )。
我国采用SI 规定。
● 1标准大气压(1atm)≈1.013×105Pa(帕) ●1Torr≈1/760atm≈1mmHg● 1Torr≈133Pa我国真空区域划分为：粗真空、低真空、高真空、超高真空和极高真空。
● 粗真空 Pa 35103331~100131⨯⋅⨯⋅ ● 低真空 Pa 13103331~103331-⨯⋅⨯⋅ ● 高真空 Pa 61103331~103331--⨯⋅⨯⋅● 超高真空 Pa 106103331~103331--⨯⋅⨯⋅●极高真空 Pa 10103331-⨯⋅<2.1.2真空技术的发展及应用十九世纪初，利用低真空产生压力差的原理发明了真空提升、真空输送、吸尘、过滤、成形等技术。
1879年爱迪生发明白炽灯，抽出灯泡中化学成份活泼的气体(氧、水蒸汽等)，防止灯丝在高温下氧化．同年，克鲁克斯发明阴极射线管，第一次利用真空下气体分子平均自由程增大的物理特性．后来，在电子管、电视管、加速器、电子显微镜、镀膜、蒸馏等方面也都应用了这一特性．1893年发明杜瓦瓶，这是真空绝热的首次应用．真空技术在二十世纪得到迅速发展，并有广泛的应用。
二十世纪初，在真空获得和测量的设备方面取得进展，如旋转式机械泵，皮氏真空计，扩散泵，热阴极电离真空计的发明，为工业上应用高真空技术创造了条件．接着，油扩散泵，冷阴极电离真空计的出现使高真空的获得及测量取得一大进展．五十年代，真空技术进入超高真空时代，发明了B-A规，离子泵，涡轮分子泵．近二十年来，高能加速器，受控热核反应装置、空间技术，表面物理，超导技术，对真空技术提出了更新，更高的要求，使真空技术在超高真空甚至极高真空方面迅速发展．2.2真空的获得2.2.1低真空的获得获得低真空常采用机械泵，结构如图2-2-1机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的体积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀，从而获得真空的装置。
它可以直接在大气压下开始工作，极限真空度一般为1.33~1.33×10-2Pa，抽气速率与转速及空腔体积V的大小有关，一般在每秒几升到每秒几十升之间。
图2-2-1机械泵结构图旋片式机械泵通常由转子、定子、旋片等结构构成。
偏心转子置于定子的圆柱形空腔内切位置上，空腔上连接进气管和出气阀门。
转子中镶有两块旋片，旋片间用弹簧连接，使旋片紧压在定子空腔的内壁上。
转子的转动是由马达带动的，定子置于油箱中，油起到密切、润滑与冷却的作用。
机械泵工作过程如图2-2-2。
当转子顺时针转动时，空气由被抽容器通过进气管被吸入，旋片随着转子的转动使与进气管相连的区域不断扩大，而气体就不断地被吸入。
当转子达到一定位置时，另一旋片把被吸入气体的区域与被抽容器隔开，并将气体压缩，直到压强增大到可以顶开出气口的活塞阀门而被排出泵外，转子的不断转动使气体不断地从被抽容器中抽出。
图2-2-2机械泵工作原理图2.2.2高真空的获得目前，广泛使用的获得高真空的泵就是扩散泵。
扩散泵是利用气体扩散现象来抽气的，它不能直接在大气压下工作，而需要一定的预备真空度（1.33~0.133Pa）。
油扩散泵的极限真空度主要取决于油蒸汽压和气体分子的反扩散，一般能达到1.33×10-5~1.33×10-7Pa。
抽气速率与结构有关，每秒几升~几百升不等，油扩散泵的结构如示意图2-2-3。
图2-2-3扩散泵结构图泵的底部—是装有真空泵油的蒸发器，真空泵油经电炉加热沸腾后，产生一定的油蒸汽，蒸汽沿着蒸汽导流管传输到上部，经由三级伞形喷口向下喷出。
喷口外面的压强较油蒸汽压低，于是便形成一股向出口方向运动的高速蒸汽流，使之具有很好的运载气体分子的能力。
油分子与气体分子碰撞，由于油分子的分子量大，碰撞的结果是油分子把动量交给气体分子自己慢下来，而气体分子获得向下运动的动量后便迅速往下飞去．并且，在射流的界面内，气体分子不可能长期滞留，因而界面内气体分子浓度较小．由于这个浓度差，使被抽气体分得以源源不断地扩散进入蒸汽流而被逐级带至出口，并被前级泵抽走．慢下来的蒸汽流在向下运动的过程中碰到水冷的泵壁，油分子就被冷凝下来，沿着泵壁流回蒸发器继续循环使用．冷阱的作用是减少油蒸汽分子进入被抽容器。
2.3真空度的测量真空度的测量可通过复合真空计来进行。
复合真空计可分为热电偶真空计和电离真空计两种，结构如图2-3-1和2-3-2。
①热偶真空计是用在低气压下气体的热导率与气体压强间有依赖关系制成的。
它通常用来测量低真空，可测范围为13.33~0.1333Pa 。
其中有一根细金属丝（铂丝或钨丝）以恒定功率加热，则丝的温度取决于输入功率与散热的平衡关系，而散热取决于气体的热导率。
管内压强越低，即气体分子越稀薄，气体碰撞灯丝带走的热量就越少，则丝温越高，从而热偶丝产生的电动势越大。
经过校准定标后，就可以通过测量热偶丝的电动势来指示真空度了。
②电离真空计是根据气体分子与电子相互碰撞产生电离的原理制成的。
它用来测量高真空度，可测范围为0.133~1.33×10-6Pa 。
实验表明，在压强P≤10-1Pa 时，有下列关系成立: I+/Ie=K P其中Ie 为栅极电流，P 为气体压强，I+为灯丝发出电子与气体分子碰撞后使气体分子电离产生正离子而被板极收集形成的离子电流。
K 为比例常数。
可见，Ie 不变，经过用绝对真空计进行校准，I+的值就可以指示真空度了。
注意，只有在真空度达到10-1Pa 以上时，才可以打开电离规管灯丝。
否则，将造成规管损坏。
3.实验装置旋片式机械泵、扩散泵、真空镀膜机、供气系统、复合真空计等。
本实验采用JCP-350C 型热蒸发/磁控溅射真空镀膜机进行抽真空实验。
该设备由真空系统、镀膜室、磁控溅射靶、蒸发电极、旋转基片台、工作气体供给、水冷系统、控制等部分组成。
4.实验内容与步骤（1）检查是否有冷却水。
（2）打开JPC-350真空镀膜机面板上的总开关、电源启动开关以及真空计开关。
（3）打开机械泵和旁路阀对系统进行抽气，用热电偶真空计测系统真空度。
（4）当真空系统的压强降到5Pa 以下且变化缓慢时，接通油扩散泵的冷却水，再接电炉电源加热扩散泵油，对工作室抽高真空，并开始计时。
此后用前级阀和旁路阀交替抽真空，使热电偶真空计的示数不大于5Pa 。
（5）40分钟后关闭旁路阀，打开前级阀抽气五分钟后打开主阀，当电离真空计的示数降至10-3数量级时就可结束实验了。
图2-3-1 电离真空计结构图：A.筒状阳极，F.阴极，G .栅极B.接被测真空系统图2-3-2 热偶真空计结构图: 1mv 表， 2.mA 表，3.加热丝，4.热偶，5.热丝电源，6.电位器，7.开关，8.接真空系统（6）关闭主阀、旁路阀和真空计开关，两分钟后关闭前级阀和扩散泵。
大约1小时后，扩散泵油温接近室温时，关闭机械泵，关闭真空镀膜机面板上的总开关，同时关闭扩散泵的冷却水．（7）整理好相应的实验仪器。
5.实验心得5.1机械泵的极限真空度产生的原因及改进方法机械泵的极限真空度可以达到10-1 Pa，这取决于一下三个方面的原因：(1)机械泵中定子空间中两空腔间的密封性，因为两空腔一个为大气，另一个为极限压强，密封不好将直接影响到极限压强；(2)排气口附近有一个“死角”空间，在旋片移动时它不可能趋于无限小，因此不能有足够的压力去顶开排气阀门；(3)泵腔内密封油有一定的蒸汽压。
通过改进装置的定子的密封性，改装装置尽量减小“死角”空间，对泵腔内的密封油进行处理，减小蒸汽压等方法，我们可以提高机械泵的真空度。
5.2油扩散泵的启动压强要小于1Pa的原因因为在这一个压强下，可以保证绝大部分的气体分子以定向的形式进入高速蒸汽流；此外，如果扩散泵在较高的空气压强下加热，会导致具有大分子结构的扩散泵油分子的氧化或分解。
所以，油扩散泵的启动压强必须低于1Pa。
实验2 热蒸发法制备金属薄膜材料地点：福煤实验楼D栋405；【摘要】本文介绍了纳米薄膜材料的制备方法，阐述了热蒸发镀膜的基本原理，分析了影响真空镀膜质量和厚度的因素，并利用热蒸发镀膜法，顺利地将铜材料镀在基片上。
【关键词】纳米薄膜材料；热蒸发镀膜法1.实验目的(1) 了解真空镀膜的基本知识。
(2) 学习掌握蒸发镀膜的基本原理和方法。
(3) 了解“真空”对纳米材料的制备的重要性，了解常见的纳米薄膜材料的制备方法。
2.实验原理纳米薄膜材料可通过各种物理方法（气相法）和化学法（液相法）制备，其中气相法包括：溶胶—凝胶法、电化学沉积法、水热法和水热电化学方法等；气相法包括：高速超微粒子沉积法和直接沉积法等。
目前，作为物理镀膜方法的真空镀膜，尤其是纳米级超薄膜制作技术，己广泛地应用在电真空、无线电、光学、原子能、空间技术等领域及我们的生活中。
真空镀膜实质上是在高真空状态下利用物理方法在镀件的表面镀上一层薄膜的技术，它是一种物理现象。
真空镀膜按其方式不同可分为真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和现代发展起来的离子镀膜。
这里只介绍真空蒸发镀膜技术。
2.1真空蒸发镀膜的各种条件要求2.1.1蒸发过程中的真空条件蒸发镀膜，要求从蒸发源出来的蒸汽分子或原子，到达被镀膜基片的距离要小于镀膜室内残余气体分子的平均自由程，这样才能保证蒸发物的蒸汽分子能无碰撞地到达基片表面,保证薄膜纯净和牢固，蒸发物也不至于氧化。
气体分子运动平均自由程公式：式中：d 为分子直径，T为环境温度（K），p为气体压强（帕）。
对于蒸发源到基片的距离为0.15～0.25米的镀膜装置，镀膜室的真空度须在10-2~ 10 -5帕之间才能满足要求。
2.1.2制膜过程中的蒸发条件根据克拉贝龙方程（式中A和 B 是与物质有关的常数）物质的蒸气压P V是温度T 的函数。
