靶材鍍膜技術中的主要問題及解答
靶材鍍膜技術可分為五種,分別是真空鍍膜, 電鍍,化學反應,熱處理,物理或機械處理。
等離子技術在表面技術中有哪些應用?
濺射沉積:濺射是利用高速離子撞擊固體濺射靶材,使表面分子飛濺并投射到基板上形成薄膜。濺射離子的初始動能約為 100 eV。常見的等離子氣體是氬氣。
等離子體輔助沉積:氣相化學沉積的化學反應是在高溫基板上進行,以獲得足夠的氣體前驅體能量響應。
等離子聚合:聚合物或塑料薄膜最簡單的涂層技術是將其涂在溶劑上,然后再涂在基材上。等離子體聚合涂覆法是將分子單體激發(fā)成等離子體,經過化學反應,形成均勻的聚合物,涂覆在基材上。由于基材受到等離子體的沖擊,附著力也很強。
等離子蝕刻:濕堿蝕刻是最簡單、最便宜的方法,缺點是堿蝕刻有晶面取向,會引起底切問題。
等離子噴涂:在高溫下工作的金屬部件必須用陶瓷覆蓋,以防止高溫腐蝕。
蒸發(fā)的加熱方式有哪些?他們的特點是什么?
加熱方式有:(1)電阻加熱(2)感應加熱(3)電子束加熱(4)激光加熱(5)電弧加熱。
它們各自的特點:
(1)電阻加熱:這是最簡單的加熱方式,其優(yōu)點是設備價格便宜,操作方便。
(2)感應加熱:這種方式加熱效率好,加熱迅速,加熱容量大。
(3)電子束加熱:這種加熱方式是施加幾千eV的高能電子,通過磁場聚焦,直接受到蒸發(fā)材料的撞擊,溫度可高達30.00℃。它的電子來源有兩個:高溫金屬產生的熱電子,另一個電子來源是空心陰極放電。
(4)激光加熱:激光束可光學聚焦在蒸發(fā)源上,產生局部瞬時高溫逃逸。最早使用的是脈沖紅光激光器,后來發(fā)展了紫外準分子激光器。紫外光的優(yōu)點是每個光子的能量遠高于紅外光,因此準分子激光器的功率密度非常高,加熱氣相沉積的功能與電子束相似。常用于涂覆復雜的化合物,涂層質量非常好。
它與電子束加熱或濺射的過程有著根本的不同。準分子激光與細小顆粒分離,后者以分子形式分離。
電弧加熱:陰極電弧沉積的優(yōu)點是:
a、蒸發(fā)速度快,每秒可達1.0微米
b、基板不需要加熱
c、可鍍高溫金屬和陶瓷化合物
d、涂層致密,附著力好
真空鍍膜可以應用于哪些行業(yè)?
(1)鏡片的抗反射涂層(MgO、MgF2、SiO2等)。
(2)金屬、合金或復合涂層,應用于微電子作為導線、電阻、光電功能等用途。
(3) 鍍鋁或搪瓷絕緣作為電容器的電極。
(4)特殊合金涂層MCrAlY具有耐熱性和抗氧化性,耐溫可達1100℃,可應用于耐高溫環(huán)境的工件,如高速切削成形、渦輪發(fā)動機葉片、等等。
(5) 玻璃板上的金屬鍍層,用于建筑物的裝飾和防紫外線。
(6)鋁的離子氣相沉積,在被鍍物上施加負高壓,然后將鋁加熱蒸發(fā),蒸氣受電子撞擊電離后鍍到鋼板上。
(7)在膜上鍍鋁作裝飾或貼標,涂層有金屬感。最大的用途是包裝,可以防止水分和空氣滲透。
(8) 機械零件或刀刃硬化的硬涂層膜(TiC、TiN、Al2O3) 這些超硬膜不僅硬度高,而且能有效提高耐磨性,且所需厚度小,可滿足對工件精度要求高。
(9) 特種合金薄片制造。
(10)在鋼板上施加多層膜以改善其性能。
(11) 在 CdS 太陽能電池上鍍硅可以提高其效率。
(12) 納米粉體的制造是鍍在冷基板上,使其不粘附。
一個好的薄膜有哪些特點?影響它的因素有哪些?
一個好的薄膜通常定義為它的應用功能在正常條件下不會失效。為了達到這個目的,一般來說,這種薄膜必須具有強附著力、低內應力、低針孔密度、強機械性能、均勻的薄膜厚度和足夠的耐化學性。. 薄膜的性能主要受沉積工藝、成膜條件、界面層與基板的形成等因素的影響,后續(xù)的熱處理也起著重要的作用。
具有良好附著力的薄膜的基本特征是什么?
(1)界面層中的原子之間必須有很強的化學鍵。優(yōu)選具有化合物的形成或化學吸附。
(2)殘余應力低,可能是由于鍍層與基體的晶格和熱膨脹系數(shù)不匹配,或薄膜本身存在雜質或結構不良造成的。
(3)沒有容易變形的表面結構,如斷層結構,機械粗糙的表面可以減少問題的惡化。
(4)不存在長期劣化的問題。涂層暴露在大氣等外部環(huán)境中。如果沒有氧化等化學反應,涂層自然就失去了功能。
膜厚的測量方法有哪些?
大致可分為原位測量和異地測量兩種。
原位測量是指涂層的介質測量,常用于物理氣相沉積,如微量天平、光學和電阻測量。
非現(xiàn)場測量是指鍍層完成后的測量,鍍膜的運動比較常見,具有了解鍍層效率的目的,如質量、輪廓儀、掃描電鏡等。
什么是物理蒸發(fā)?
物理氣相沉積是使物質揮發(fā),然后將其沉積在預定基材上的過程。由于蒸發(fā)源要加熱揮發(fā),而且是在真空中進行,所以又稱為熱蒸發(fā)或真空蒸發(fā)。
可以分為三個步驟:
(1)凝結物受熱揮發(fā)成汽相
(2) 蒸汽在空氣中移動到基材一段距離
(3)蒸汽被冷卻并在基材上凝結成薄膜。
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11) 在 CdS 太陽能電池上鍍硅可以提高其效率。?
如何解釋?
硅原子相互連接形成有組織的晶格結構,可以更有效地將光轉化為電能
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