真空在鍍膜工業中的應用

2020-04-18

  真(zhen)(zhen)空鍍(du)(du)膜技(ji)術是真(zhen)(zhen)空應用技(ji)術的(de)一個重要分支,它已廣泛地應用于光(guang)學(xue)、電子(zi)學(xue)、能源(yuan)開發,理化儀器、建筑機械、包裝、民用制品、表面(mian)科學(xue)以(yi)及科學(xue)研究等領域中。真(zhen)(zhen)空鍍(du)(du)膜所采(cai)用的(de)方(fang)法主(zhu)要有(you)蒸(zheng)發鍍(du)(du)、濺射鍍(du)(du)、離子(zi)鍍(du)(du)、束流沉積(ji)鍍(du)(du)以(yi)及分子(zi)束外延等。此外還有(you)化學(xue)氣相沉積(ji)法。

  如(ru)果從真(zhen)空鍍(du)膜的(de)目的(de)是(shi)(shi)為(wei)了(le)改變(bian)物質(zhi)表(biao)面的(de)物理、化學(xue)性(xing)能的(de)話,這(zhe)一(yi)技(ji)術又是(shi)(shi)真(zhen)空表(biao)面處理技(ji)術中的(de)重要組成部(bu)分,其(qi)分類如(ru)表(biao) 6 所示。現就(jiu)其(qi)幾(ji)個主要應用方面做(zuo)一(yi)簡(jian)單介(jie)紹(shao)。

  首先在(zai)光學方面,一(yi)塊光學玻璃或石英表面上(shang)鍍(du)一(yi)層或幾層不(bu)同物(wu)質的(de)(de)薄膜后(hou),即可成為高反射(she)或無反射(she)(即增透膜)或者作任(ren)何預期比例的(de)(de)反射(she)或透射(she)材(cai)料,也(ye)可以作成對某種波長的(de)(de)吸(xi)收(shou),而對另一(yi)種波長的(de)(de)透射(she)的(de)(de)濾(lv)色片。高反射(she)膜從大(da)口徑的(de)(de)天文望遠鏡和各種激光器(qi)開始、一(yi)直到(dao)新(xin)型建(jian)筑物(wu)的(de)(de)大(da)窗(chuang)鍍(du)膜茉莉,都很需要。

  增(zeng)透(tou)膜(mo)(mo)(mo)(mo)則大(da)(da)量用于照相和(he)各(ge)種(zhong)激光(guang)(guang)器開始、一直到(dao)新型建(jian)筑物的(de)大(da)(da)窗(chuang)鍍膜(mo)(mo)(mo)(mo)玻璃,都(dou)很需(xu)要。增(zeng)透(tou)膜(mo)(mo)(mo)(mo)則大(da)(da)量用于照相機(ji)和(he)電(dian)(dian)視攝象機(ji)的(de)鏡頭上(shang)。在電(dian)(dian)子(zi)學(xue)方面真空鍍膜(mo)(mo)(mo)(mo)更占有極為(wei)重要的(de)地位(wei)。各(ge)種(zhong)規模的(de)繼承電(dian)(dian)路(lu)。包(bao)括存(cun)貯(zhu)器、運算(suan)器、告訴邏輯元件(jian)(jian)等都(dou)要采用導電(dian)(dian)膜(mo)(mo)(mo)(mo)、絕緣膜(mo)(mo)(mo)(mo)和(he)保(bao)護膜(mo)(mo)(mo)(mo)。作(zuo)為(wei)制備電(dian)(dian)路(lu)的(de)掩膜(mo)(mo)(mo)(mo)則用到(dao)鉻膜(mo)(mo)(mo)(mo)。磁帶、磁盤(pan)、半導體(ti)激光(guang)(guang)器,約瑟夫遜器件(jian)(jian)、電(dian)(dian)荷耦(ou)合器件(jian)(jian)( CCD )也都(dou)甬道各(ge)種(zhong)薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)。

  在(zai)顯(xian)示(shi)器件(jian)方面(mian),錄(lu)象(xiang)磁頭、高密度錄(lu)象(xiang)帶以(yi)(yi)及平面(mian)顯(xian)示(shi)裝置(zhi)的(de)(de)(de)透明導電膜(mo)(mo)、攝像管(guan)光導膜(mo)(mo)、顯(xian)示(shi)管(guan)熒光屏的(de)(de)(de)鋁襯等也都是采用真(zhen)空鍍膜(mo)(mo)法制(zhi)備。在(zai)元件(jian)方面(mian),在(zai)真(zhen)空中蒸發(fa)鎳(nie)鉻,鉻或金屬(shu)陶瓷(ci)可(ke)以(yi)(yi)制(zhi)造(zao)電阻,在(zai)塑料上蒸發(fa)鋁、一氧化(hua)硅、二(er)氧化(hua)鈦等可(ke)以(yi)(yi)制(zhi)造(zao)電容器,蒸發(fa)硒可(ke)以(yi)(yi)得(de)到靜電復(fu)印機用的(de)(de)(de)硒鼓、蒸發(fa)鈦酸鋇可(ke)以(yi)(yi)制(zhi)造(zao)磁致(zhi)伸縮的(de)(de)(de)起聲元件(jian)等等。真(zhen)空蒸發(fa)還(huan)可(ke)以(yi)(yi)用于(yu)制(zhi)造(zao)超導膜(mo)(mo)和慣性約束巨變反應用的(de)(de)(de)微珠(zhu)鍍層。

  此(ci)外還可(ke)以對(dui)珠寶、鐘表外殼表面、紡織品金屬花紋、金絲銀絲線等蒸鍍(du)(du)裝飾(shi)用薄(bo)膜,以及(ji)采用濺射鍍(du)(du)或(huo)離子鍍(du)(du)對(dui)刀具、模具等制(zhi)造超硬膜。近兩年內所興起的多(duo)弧離子鍍(du)(du)制(zhi)備(bei)鈦金制(zhi)品,如不銹鋼薄(bo)板、鏡面板、包柱、扶手、高檔床托架、樓(lou)梯(ti)欄桿等目前正在(zai)盛行。

表 6 真空表面處理技術的分類

表面處理目的

處理方法

粒子運動能量

工作方式

等離子體

高真空

薄膜沉積(表面厚度增加)

PVD

真空蒸發鍍膜

0.1~1ev

等離子熔射輝光放電分解

電阻加熱蒸發

加子束蒸發

真空電弧蒸發

真空感應蒸發

分子束外延

蔗農濺射鍍膜

10~100ev

放電方式:直流、交流、高頻

電極數值: 2 級、 3 級、 4 級

反應濺射、磁控濺射、對向靶濺射

離子束濺射鍍膜

真空離子鍍膜

數 10~5000ev

直流二級型

多陰極型

ARE 型、增強 ARE

HCD 型

高頻型

單一離子束鍍膜

集團離子束鍍膜

CVD

化學反應熱擴散

等離子增強化學氣和沉積( PCVD )

低壓等離子化學氣相沉積

( LPCVD )

微細加工(表面厚度減少)

離子刻蝕

數百 ev~ 數 kev

高頻濺射刻蝕

等離子刻蝕

反應離子刻蝕

離子束刻蝕

反應離子束刻蝕

電子束刻蝕

X 射線曝光

表面改性(不改變表面厚度)

離子注入

數 kev~1000kec

活性離子沖擊離子氮化

離子注入

真空科學的應用領域: