真空镀膜实验报告

《真空镀膜实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、真空的获得和真空镀膜预习报告【摘要】通过本实验，我们温习了真空的特点、获得和测量，学习掌握真空蒸发镀膜的基本原理，通过热蒸发法用金属锡为材料对基底玻片表面进行了镀膜。【关键词】真空真空镀膜蒸发法【引言】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镀膜，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、节约能源的作用。1950年后，真空获得和测量取

2、得的进展推动了真空镀膜技术迅速实现产业化，使薄膜技术获得腾飞。20世纪70年代各种真空镀膜技术的应用全面实现产业化。目前真空镀膜技术已在国民经济各个领域得到应用，如航空、航天、电子、信息、机械、石油、化工、环保、军事等领域。它在高技术产业化的发展中展现出了诱人的市场前景，被誉为最具有发展前途的重要技术之一。本次实验，我们在真空的获得和测量的基础上，进一步学习掌握了真空热蒸发法镀膜，大致掌握其技术要领，分析镀膜情况。【实验原理】真空镀膜是在真空室中进行的，当需要蒸发的材料加热到一定温度时，材料中分子或原子的热振动能量可增大到足以克服表面的

3、朿缚能。于是大量分子或原子从液态或直接从固态汽化。当蒸汽粒子遇到温度较低的工件表面时，就会在被镀工件表面沉积一层薄膜。要使玻璃表面在真空室屮镀上一层厚度均匀的膜,为此对玻璃的表面就有一定的要求，比如清洁,没有油污等。在真空条件下可减少蒸发材料的原子、分子在飞向制品过程中和其他分子的碰撞，减少气体屮的活性分子和蒸发源材料I'可的化学反应（如氧化等），从而提供膜层的致密度、纯度、沉积速率和与附着力。通常真空蒸镀要求成膜室内压力等于或低于102Pa,对于蒸发源与被镀制品和薄膜质量要求很高的场合，则要求压力更低（10'Pa）o1.1镀膜方式真空

4、镀膜按其方式不同可分为真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和现代发展起來的离子镀膜。这里用真空蒸发镀膜技术。蒸发镀膜是通过加热蒸发某种物质使其沉枳在固体表面。这种方法最早由M.法拉第于1857年提出，现代已成为常用镀膜技术之一。在一定的温度下，每种液体或固体都有特定的平衡蒸汽压。只有当环境屮被蒸发物质的分压降低到它们的平衡蒸汽压以下，才可能有物质的蒸发。由于物质的平衡蒸汽压随温度上升增加很快，因而对物质的蒸发速率影响最大的因素是蒸发源的温度。在真空中，气体分子密度低，在某些情况下，真空可以近似地看作没有气体“污染”的空间。真空屮，气体分子或带电粒

5、子的平均自由程为：无二kT/27r（y2p气体的自由程与真空度成正比。要求气体分子的自由程是源到基体距离的2〜3倍。所以为了使蒸汽分子以射线状从蒸发源到基体发射，提高蒸发材料的利用率，要求真空度足够高。如果没有足够的真空度，真空室内的残余气体可能很可观，尤其是氧等气体分子容易被吸附后改变膜层结构和成分。1.2镀膜过程真空蒸发镀膜主要包括以下几个物理过程：①采用各种形式的热能转换方式，使镀膜材料蒸发或升华，成为具有一定能量（0.P0.3eV）的气态粒子（原子、分子或原子团）；②气态粒子通过基本上无碰撞的直线运动方式传输到基片；③粒子沉积

6、在基片表面上并凝聚成薄膜。实验基本方法：先用机械泵作前级泵获得低真空，在利用油扩散泵作次级泵來获得高真空，同时用FZH-2B型复合真空计中的热偶计测低真空、电离计测高真空，检查需要的真空度是否达到。最后再进行热蒸发镀膜。【实验仪器】金属锡丝、玻片、机械泵、油扩散泵、FZH-2B型复合真空计、WDY-V型电子衍射仪。【实验步骤】1）镀膜室的清理与准备。由于真空室的盖子难以打开，所以先向真空室内充气一段时间，盖子便可轻易取下。清理镀膜室，出去真空室内的残余金属，壁上的沉积物可以用洒精清洗。将金属锡丝折成勾状，大约6个，置于金属餌丝上，最好能

7、和钩丝充分接触，但不能使得钩丝部分短接。2）准备基底：清洗载玻片。在真空室顶部装好基底，关好真空室。3）打开FZH—2B型复合真空机电源，预热十分钟。4）WDY-V型电子衍射仪接通电源，把三通阀往外拉到底，打开机械泵（这时机械泵开始抽真空室的空气），先把复合真空计打到左测量档，观察指针变化，发现变化很慢，再打到右测量档，发现指针示数变化比较快，说明右侧的测量档测量的为真空室的气压。5）把复合真空计打在右测量档，观察示数，当示数低于6.7帕时，把复合真空计打在左测量档，然后把三通阀往里推到底，仍然使示数低于6.7帕，这时再把复合真空计打到

8、右测量档，观察示数（此时真空室的压强），如果发现示数髙于6.7帕，那么把三通阀往外拉到底,让机械泵继续抽真空室。同样，如果储气瓶的气压高于6.7帕，则抽完真空室后仍需要把三通阀往里推到底，让机械泵抽储气室。