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电子束蒸发
2020-7-10 10:16:27

空心阴极电子枪是利用低电压,大电流的空心阴极放电产生的等离子电子束作为加热源。空心阴极电子枪用空心的钽管作为阴极,坩锅作为阳极,钽管附近装有辅助阳极。利用空心阴极电子枪蒸镀时,产生的蒸发离子能量高,离化率也高,因此,成膜质量好。空心阴极电子枪对真空室的真空度要求比e型电子枪低,而且是使用低电压工作,相对来说,设备较简单和安全,造价也低。目前,在我国e型电子枪和空心阴极电子枪都已成功地应用于蒸镀及离子镀的设备中。枪的功率可达10几万千瓦,已经为机械,电子等工业镀出了各种薄膜。

电子束蒸发源的有点为:

1)电子束轰击热源的束流密度高,能获得远比电阻加热源更大的能量密度。可以将高达3000度以上的材料蒸发,并且能有较高的蒸发速度;

2)由于被蒸发的材料是置于水冷坩锅内,因而可避免容器材料的蒸发,以及容器材料与蒸镀材料之间的反应,这对提高镀膜的纯度极为重要;

3)热量可直接加到蒸镀材料的表面,因而热效率高,热传导和热辐射的损失少。

1.3 高频感应蒸发源蒸镀法

高频感应蒸发源是将装有蒸发材料的石墨或陶瓷坩锅放在水冷的高频螺旋线圈中央,使蒸发材料在高频带内磁场的感应下产生强大的涡流损失和磁滞损失(对铁磁体),致使蒸发材料升温,直至气化蒸发。膜材的体积越小,感应的频率就越高。在钢带上连续真空镀铝的大型设备中,高频感应加热蒸镀工艺已经取得令人满意的结果。

高频感应蒸发源的特点:

1)蒸发速率大,可比电阻蒸发源大10倍左右;

2)蒸发源的温度均匀稳定,不易产生飞溅现象;

3)蒸发材料是金属时,蒸发材料可产生热量;

4)蒸发源一次装料,无需送料机构,温度控制比较容易,操作比较简单。

它的缺点是:

1)必须采用抗热震性好,高温化学性能稳定的氮化硼坩锅;

2)蒸发装置必须屏蔽,并需要较复杂和昂贵的高频发生器;

3)线圈附近的压强是有定值的,超过这个定值,高频场就会使残余气体电离,使功耗增大。

1.4 激光束蒸发源蒸镀法

采用激光束蒸发源的蒸镀技术是一种理想的薄膜制备方法。这是由于激光器可能安装在真空室之外,这样不但简化了真空室内部的空间布置,减少了加热源的放气,而且还可以完全避免了蒸发器对被镀材料的污染,达到了膜层纯洁的目的。此外,激光加热可以达到极高的温度,利用激光束加热能够对某些合金或化合物进行“闪光蒸发”。这对于保证膜的成分,防止膜的分馏或分解也是及其有用的。但是,由于制作大功率连续式激光器的成本较高,所以它的应用范围有一定的限制,目前尚不能在工业中广泛应用。

 

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