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1、真空系统镀膜中心真空科学发展史的回顾真空的基本知识真空的获得真空的测量真空系统真空科学发展史的回顾人们通常在回顾真空科学发展史时,常常误认为1643年托里析利的压力实验和1650年葛利克发明抽气机是对真空这一现象的最早发现.其实早在公元前六世纪我国在冶铁技术中即采用了“风箱鼓风法”,这是利用真空进行吸气原理有记载的描述.公元218—316年我国晋朝医生葛洪又创造了“拔火罐”医疗法.这是真空技术在医学上应用的具体例证.可见葛利克抽气机的发明与我国的风箱鼓风抽气相比较,在时间上至少要晚几百年.因此在我们回顾真空
2、科学发展的历程时,是不应该忘记我们的祖先,对人类在早期发展真空技术中所做出的贡献.但是,真空科学与技术作为独立的学科体系还是从20世纪初开始的.这时由于电子器件,原子能,航天技术对真空环境的要求,极为迫切,从而大大地推动了这一技术的发展.除了做为获得,检测,真空系统及其元件等产品的自身发展,借以配合许多科学创新的条件和手段外,由于现在科学技术的相互交叉与渗透,因此又极大的丰富了真空科学与技术的内涵.尤其是”超高真空”超清洁表面”的出现,揭示了自然界中许多新颖的现象和规律,其中纳迷技术的发展就是很好的例证真空
3、科学发展史的回顾真空科学发展史的回顾真空的基本知识现在薄膜一般都是在真空条件下制备的.“真空”是镀膜的必要条件.所以,懂得真空的基本知识是必要的.真空的基本知识一：真空的定义:真空是指压力低于一个大气压的任何气体状态.我们都知道,物质是由分子组成的,气体也不例外.是有气体分子组成的.在一个标准大气压的状态下,任何气体分子的密度约为3*10^10个/厘米^3.当镀膜机真空抽到1.33*10^-4帕时.1立方厘米的体积内也含有300亿个气体分子.可见,通常所说的真空是一种相对真空.二：真空的表示:一般使用真空度
4、来表示真空的.真空度又是用压强的大小来表示的.压强是气体分子热运动的宏观表现.三：量度单位:量度真空是以压强为单位来量度的,压强高表示真空度低,压强低表示真空度高.在薄膜技术中，压强所采用的单位是帕斯卡,就是我们通常所说的帕(Pa).6#leybold机用的单位为毫巴.它们之间的转换关系是:1mbar=100Pa,也就是说，当Leybold机的本地真空抽到1.0*10^(-5)mbar开始镀膜时,就相当于其它机台的1.0*10-3Pa.四：区域划分随着真空度的提高，真空的性质逐渐发生变化.构成了真空的不同区
5、域.为了便于讨论和应用,常把真空划分为:粗真空低真空高真空超高真空各真空区域的物理特性见下表10^(-1)帕是一般机械泵能达到的极限真空.10^(-6)帕是扩散泵能达到的极限真空物理特性区域粗真空低真空高真空超高真空真空度范围(Pa)>10^310^3—10^(-1)10^(-1)---10^(-6)<10^(-6)气体特点与常压差不多,气流以气体分子之间的碰撞为主过渡区域气体分子与器壁碰撞为主各真空区域的物理特性见下表五：真空在薄膜制备中的作用总体来说,真空在薄膜中的制备的作用有两个方面1:减少蒸发分子
6、与残余气体分子之间的碰撞2:抑制蒸发分子与残余气体分子之间的反应真空科学发展史的回顾真空的基本知识真空的获得真空的获得从理论上讲,真空系统的抽气能力是由真空泵的性能,各种泵型的合理选配.以及真空室和管道的最佳布局所决定的.还与真空系统的结构材料,加工工艺和操作程序有关.真空泵是获得真空的关键设备,遗憾的是，目前并没有一种泵工作能从大气压一直工作到接近超高真空.为此,必须将几种泵联合起来使用.真空泵的抽气原理及工作范围泵名工作原理工作范围(帕)单级油封机械泵双级油封机械泵分子泵罗茨泵靠机械力压缩排除气体10^
7、5-----10^010^5-----10^(-2)10^0-----10^(-8)10^4-----10^(-2)水银扩散泵油扩散泵靠蒸汽射流携带排除气体10^1-----10^(-7)10^0-----10^(-7)溅射离子泵钛升华泵靠溅射或升华形成,吸气,吸附排除气体10^(-1)-----10^(-10)10^(0)------10^(-10)吸附泵冷凝泵冷凝吸附泵利用低温对气体进行物理吸附排除气体10^(5)--------10^(-2)10^(-2)-------10^(-11)10^(-2)-
8、------10^(-9)极限真空是该泵所能获得的最低真空.抽气速率表示单位时间内的抽气能力,两者均是真空泵的重要参数.一：机械泵常用的机械泵有旋片式,定片式和划阀式,旋片式机械泵噪声小,运行速度高,故在真空镀膜机中广泛使用.这种泵的主要组成部分是定子,转子,嵌于转子的两个旋片以及弹簧.旋片因弹簧作用而紧贴泵体内壁.如右图:进气管,进气口,有害空间,旋片,弹簧,转子,定子,排气口,排气瓣阀,油,出气口转子和器壁之
