南光真空

四川南光真空真空技术系列文章-真空镀膜 

　　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薄膜，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、节约能源和获得显著技术经济效益的作用。因此真空镀膜技术被誉为最具发展前途的重要技术之一，并已在高技术产业化的发展中展现出诱人的市场前景。

一、真空技术

真空：低于一个大气压的气体状态。

       1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli) 首创著名的大气压实验，获得真空。

自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间。

人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体。

真空度的单位：

1标准大气压=760mmHg=760(Torr)

1标准大气压=1.013x105 Pa

1Torr=133.3Pa

真空区域的划分

目前尚无统一规定，一般最常见的划分为：

   粗真空  

   低真空

   高真空

   超高真空

   极高真空  

真空的获得:

•低真空（10－1Pa）——机械泵

•较高真空（10－3～10－4Pa）——扩散泵

•更高真空——涡轮分子泵

真空度的测量:

实用的真空计主要有：

•Ｕ形真空计——10－５ ～1 Pa

•热传导真空计 ——  100～10－1 Pa

•高真空电离真空计 ——  10－1～10－5 Pa

•B－A超高真空电离计 ——10－1～ 10－９ Pa

　(贝耶得和阿尔伯特研制)

•分压强真空计——10－1～ 10－１４ Pa

真空技术在近代尖端科学技术，如表面科学、薄膜技术、空间科学、高能粒子加速器、微电子学、材料科学等工作中都占有关键的地位，在工业生产中也有日益广泛的应用。

二、薄膜材料的制备

薄膜制备方法有很多种,如液相制备方法、电化学制备方法等，直接制备薄膜以气相沉积为主.包括：

◆  化学气相沉积（ CVD) 

          借助空间气相化学反应在衬底表面上沉积固态薄膜。

◆  物理气相沉积（ PVD)

          用物理方法(如电弧、高频或等离子等高温热源）将源物质转移到气相中，在衬底表面上沉积固态薄膜。包括真空蒸发、真空溅射等。

•真空蒸发镀膜：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。它的优点是沉积速度较高，蒸发源结构简单，易制作，造价低廉，但不能蒸发难熔金属和介质材料。最大的缺点就是材料的利用率极低（试料在篮状蒸发源中以　　立体角、在舟状蒸发源中以　　立体角四散开来）

•真空溅射镀膜：当高能粒子(电场加速的正离子)打在固体表面时，与表面的原子、分子交换能量，从而使这些原子、分子飞溅出来，落在衬底上形成薄膜。溅射镀膜材料的利用率大大高于蒸发镀膜。

薄膜技术的应用

薄膜技术在现代科学技术和工业生产中有着广泛的应用：例如：光学系统中使用的各种反射膜、增透膜、滤光片、分束镜、偏振镜等；电子器件中用的薄膜电阻，特别是平面型晶体管和超大规模集成电路也有赖于薄膜技术来制造；硬质保护膜可使各种经常受磨损的器件表面硬化，大大增强表面的耐磨程度；在塑料、陶瓷、石膏和玻璃等非金属材料表面镀以金属膜具有良好的美化装饰效果，有些合金膜还起着保护层的作用；磁性薄膜具有记忆功能，在电子计算机中作存储记录介质而占有重要地位。