材料物理03 物理气相沉积
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物理沉积法物理气相沉积法用物理的方法使镀膜材料气化,在基体表面沉积成膜的方法物理气相沉积(Physical Vapor Deposition简称PVD) 是用物理的方法(如蒸发、溅射等)使镀膜材料气化,在基体表面沉积成膜的方法。
除传统的真空蒸发和溅射沉积技术外,还包括近30 多年来蓬勃发展起来的各种离子束沉积,离子镀和离子束辅助沉积技术。
其沉积类型包括: 真空蒸镀、溅射镀、离子镀等。
物理气相沉积技术虽然五花八门,但都必须实现气相沉积三个环节,即镀料(靶材) 气化一气相输运一沉积成膜。
中文名物理气相沉积法沉积类型真空蒸镀、溅射镀、离子镀等各种沉积技术的不同点主要表现为在上述三个环节中能源供给方式不同,同一气相转变的机制不同,气粒子形态不同,气相粒子荷能大小不同,气相粒子在输运过程中能量补给的方式及粒子形态转变不同,镀料粒子与反应气体的反应活性不同,以及沉积成膜的基体表面条件不同而已。
与化学气相沉积相比,主要优点和特点如下:I)镀膜材料广泛,容易获得:包括纯金属、合金、化合物,导电或不导电,低熔点或高熔点,液相或固相,块状或粉末,都可以使用或经加工后使用。
2)镀料汽化方式:可用高温蒸发,也可用低温溅射。
3)沉积粒子能量可调节,反应活性高。
通过等离子体或离子束介人,可以获得所需的沉积粒子能量进行镀膜,提高膜层质量。
通过等离子体的非平衡过程提高反应活性。
4)低温型沉积:沉积粒子的高能量高活性,不需遵循传统的热力学规律的高温过程,就可实现低温反应合成和在低温基体上沉积,扩大沉积基体适用范围。
可沉积各类型薄膜:如金属膜、合金膜、化合物膜等。
5)无污染,利于环境保护。
物理气相沉积技术已广泛用于各行各业,许多技术已实现工业化生产。
其镀膜产品涉及到许多实用领域。
物理气相沉积法名词解释
物理气相沉积法(Physical相沉积法)是一种化学沉积技术,通过物理过程
将化学物质沉积到基材表面,从而制备出具有特殊结构或功能的膜、涂层或颗粒。
物理气相沉积法通常涉及三个基本步骤:气相沉积反应、沉积时间和冷却。
其中,气相沉积反应是指将化学物质溶解在气相中,并通过气相流在基材表面形成沉积物的过程。
沉积时间是指沉积物从气相中形成到脱落的时间。
冷却则是指使用气流或喷淋等方式将沉积物表面降温,从而使其更加稳定。
物理气相沉积法的应用非常广泛,包括制备膜材料、涂层材料、纳米材料、生物材料、催化剂等。
其中,膜材料是物理气相沉积法最为著名的应用之一。
膜材料可以用于水处理、废气处理、药物分离等领域,具有高效过滤、分离、浓缩等功能。
此外,物理气相沉积法还可以用于制备纳米材料、生物材料等,具有治疗疾病、提高材料性能等潜在应用价值。
除了应用价值外,物理气相沉积法还存在一些挑战和限制。
例如,沉积物质量的影响因素很多,包括气相组成、反应条件、温度、压力等。
因此,在实际应用中需要不断调整反应条件,以达到最优的沉积效果。
此外,由于沉积物表面通常需要经过清洗和表征等步骤,因此需要对沉积物表面进行处理,以获得所需的表征结果。
总之,物理气相沉积法是一种制备高性能材料的有效方法,具有广泛的应用前景和研究价值。
随着技术的不断发展和完善,相信它将在未来发挥更加重要的作用。
物理气相沉积相场法
物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)是一种常
见的薄膜沉积技术,它利用物理过程将固体材料沉积到基底表面上。
PVD工艺通常包括蒸发、溅射和激发等步骤,通过这些步骤可以在
基底表面上形成具有特定性能和结构的薄膜。
PVD技术广泛应用于
半导体、光学薄膜、装饰涂层等领域。
而相场法(Phase Field Method)是一种数值模拟方法,用于
研究材料相变、界面演变等问题。
相场法基于对材料相场的描述,
通过偏微分方程来模拟材料微观结构的演化过程。
相场法可以模拟
多相流体、相变动力学、晶体生长等现象,因此在材料科学和凝聚
态物理领域得到了广泛的应用。
将物理气相沉积和相场法结合起来,可以实现对薄膜生长过程
的更加深入的理解和控制。
相场法可以用来模拟薄膜生长过程中的
晶体结构演变、界面动力学等现象,从而为优化PVD工艺提供理论
指导。
同时,PVD技术可以提供实验数据,验证相场模拟的准确性,从而相互印证,推动材料薄膜制备技术的发展。
总的来说,物理气相沉积和相场法各自在材料制备和数值模拟
领域有着重要的应用,结合起来可以为材料薄膜制备过程提供更深入的理论基础和技术支持。
这种多角度的结合有助于推动材料科学和工程领域的发展,促进新材料的研发和应用。