第三章 真空蒸发镀膜
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真空蒸发镀膜的原理
真空蒸镀膜是一种常用的表面处理技术,其原理是利用真空环境中的物理性质,在材料的表面形成一层均匀的金属或非金属薄膜。
其基本步骤如下:
1. 准备基底材料:首先选取需要镀膜的基底材料,常用的包括玻璃、金属、陶瓷等。
2. 清洗基底材料:对基底材料进行清洗,去除表面的油脂、氧化物等杂质,以确保镀膜的附着力和均匀性。
3. 装载基底材料:将经过清洗的基底材料放置在真空蒸镀设备的工作架上。
工作架通常可以旋转和倾斜,以便实现均匀的镀膜。
4. 抽真空:启动真空泵,将腔室内的气体抽至低真空状态,以去除氧气和其他气体分子,保持清洁的反应环境。
5. 加热基底材料:在真空腔室内加热基底材料,以提高蒸发源的温度,使金属材料在高温条件下迅速蒸发。
6. 蒸发源物质蒸发:将选定的镀膜材料放置在腔室的蒸发源中,随着蒸发源的加热,其表面开始蒸发,并沉积在基底材料的表面。
7. 形成薄膜:蒸发源中的金属材料蒸发后,通过碰撞和扩散等过程,沉积到基底材料表面形成一层均匀的薄膜。
8. 控制膜厚度:通过控制蒸发源的温度、蒸发时间和基底材料的位置等参数,来控制膜的厚度。
9. 冷却基底材料:在薄膜形成后,冷却基底材料以减少膜的应力和提高其附着力。
10. 放气还原:在薄膜形成后,放气还原真空腔室至大气压力,可以安全地取出镀膜好的基底材料。
通过以上步骤,真空蒸镀膜技术可以实现在不同基底材料上形成具有各种性质的薄膜,从而具有广泛的应用。
真空蒸发镀膜实验报告真空蒸发镀膜实验报告引言:镀膜技术是一种常用的表面处理方法,它可以提高材料的光学、电学、磁学等性能。
在镀膜技术中,真空蒸发镀膜是一种常见的方法。
本实验旨在通过真空蒸发镀膜实验,探究其原理和应用。
一、实验原理真空蒸发镀膜是利用物质在真空环境下的蒸发和沉积过程,将所需材料以原子或分子形式沉积在基材表面,形成一层薄膜。
在真空环境下,物质的蒸发速度与环境压力成反比,因此通过调节真空度可以控制蒸发速度,从而控制薄膜的厚度。
二、实验步骤1. 准备实验装置:将真空蒸发镀膜装置连接至真空泵,确保系统处于良好的真空状态。
2. 准备基材:清洗基材表面,确保表面干净无尘。
3. 准备镀膜材料:选择合适的镀膜材料,将其切割成适当大小的块状。
4. 蒸发源安装:将镀膜材料放置在蒸发源中,将蒸发源安装至真空腔室内。
5. 开始蒸发:打开真空泵,开始抽真空,待真空度达到要求后,打开蒸发源,开始蒸发镀膜。
6. 控制薄膜厚度:根据需要的薄膜厚度,调节蒸发源的功率和蒸发时间。
7. 结束蒸发:薄膜蒸发完成后,关闭蒸发源和真空泵,将装置恢复到常压状态。
8. 检查膜层质量:使用显微镜或其他测试设备检查膜层的均匀性和质量。
三、实验结果通过本次实验,我们成功制备了一层金属薄膜。
经过显微镜观察,我们发现薄膜均匀且质量良好。
通过测量,我们得到了薄膜的厚度为300纳米。
四、实验讨论1. 蒸发源选择:在真空蒸发镀膜实验中,蒸发源的选择对薄膜的质量和性能起着重要作用。
不同的材料具有不同的蒸发特性,因此在实验前需要仔细选择合适的蒸发源。
2. 控制薄膜厚度:薄膜的厚度直接影响其光学和电学性能。
在实验中,我们通过调节蒸发源功率和蒸发时间来控制薄膜的厚度。
在实际应用中,可以通过监测蒸发速率和实时测量薄膜厚度来实现更精确的控制。
3. 薄膜质量检查:薄膜的均匀性和质量是评价镀膜效果的重要指标。
在实验中,我们使用显微镜观察薄膜表面,确保其均匀性。
在实际应用中,还可以使用光学测试仪器、电学测试仪器等进行更详细的检测。
真空镀膜—蒸发镀膜法实验报告陈焕07180217 物理072摘要:本文主要介绍了真空镀膜的原理和方法—蒸发镀膜法,源加热器的材料以及真空镀膜的实验过程。
关键字:真空镀膜蒸发镀膜法源加热器实验过程引言:空镀膜技术及设备两百年发展历史。
化学镀膜最早用于在光学元件表面制备保护膜。
随后,1817年,Fraunhofe在德国用浓硫酸或硝酸侵蚀玻璃,偶然第一次获得减反射膜,1835年以前有人用化学湿选法淀积了银镜膜它们是最先在世界上制备的光学薄膜。
后来,人们在化学溶液和蒸气中镀制各种光学薄膜。
50年代,除大快窗玻璃增透膜的一些应用外,化学溶液镀膜法逐步被真空镀膜取代。
真空蒸发和溅射这两种真空物理镀膜工艺,是迄今在工业领域能够制备光学薄膜的两种最主要的工艺。
它们大规模地应用,实际上是在1930年出现了油扩散泵——机械泵抽气系统之后。
一、真空镀膜的两种方法;真空镀膜中常用的方法有真空蒸发和离子溅射,各有优缺点。
此外,将蒸发法与溅射法相结合,即为离子镀。
这种方法的优点是得到的膜与基板间有极强的附着力,有较高的沉积速率,膜的密度高。
本实验采用的是蒸发镀膜法。
真空蒸发镀膜是在真空度不低于10-2Pa的环境中,用电阻加热或电子束和激光轰击等方法把要蒸发的材料加热到一定温度,使材料中分子或原子的热振动能量超过表面的束缚能,从而使大量分子或原子蒸发或升华,并直接沉淀在基片上形成薄膜。
离子溅射镀膜是利用气体放电产生的正离子在电场的作用下的高速运动轰击作为阴极的靶,使靶材中的原子或分子逸出来而沉淀到被镀工件的表面,形成所需要的薄膜。
真空蒸发镀膜最常用的是电阻加热法,其优点是加热源的结构简单,造价低廉,操作方便;缺点是不适用于难熔金属和耐高温的介质材料。
电子束加热和激光加热则能克服电阻加热的缺点。
电子束加热上利用聚焦电子束直接对被轰击材料加热,电子束的动能变成热能,使材料蒸发。
激光加热是利用大功率的激光作为加热源,但由于大功率激光器的造价很高,目前只能在少数研究性实验室中使用。
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【实验目的】了解真空蒸发镀膜的原理。
掌握多功能真空蒸镀机、复合真空计等机械设备的使用方法。
【实验仪器】复合真空计、真空室、机械泵、分子泵、冷水循环散热系统、载玻片、钨舟、剪刀【实验原理】真空蒸发镀膜的原理:将膜材置于真空镀膜室内,通过蒸发源使其加热蒸发。
当蒸发分子的平均自由程大于蒸发源与基片间的线尺寸后,蒸发的粒子从蒸发源表面上溢出,在飞向基片表面过程中很少受到其他粒子的碰撞阻碍,可直接到达基片表面上凝结而生成薄膜。
机械泵是利用转子不断地改变泵内空腔的容积,使抽容器内的气体随空腔体积改变,最后又被隔离而排出从而获得真空。
分子泵工作原理是:分布密集的扇叶高速旋转,通过高速旋转的叶片,不断地对气体分子施以定向的动量和压缩作用,把空气排出腔室,由下级机械泵辅抽,完成高真空抽取。
真空机配有ZJ-52/T电阻规与ZJ-27电离规,其工作原理为:(1)电阻计的工作原理电阻规在真空系统低压强时,利用气体分子的热传导,在高压时利用气体分子的对流传热特性,使电阻规的电阻随所测系统的压强变化而变化。
电阻规的电阻与压强是一种非线性关系,故压强变化所引起的电阻规电阻值的变化,从测量桥路输出电压信号,由放大器放大,经A/D转换送入CPU进行非线处理性运算,最后显示。
(2)电离计工作原理当电离规管灯丝加热发射电子,电子在比阴极电位更高的加速极作用下,与气体分子碰撞而使气体电离,电离后的正离子被阴极电位更负的收集极吸收,经电流放大后,通过CPU电路修正处理,送显示器显示。