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真空镀膜是真空应用领域的一个重要方面,它是以真空技术为基础,利用物理或化学方法,并吸收电子束、分子束、离子束、等离子束、射频和磁控等一系列新技术,为科学研究和实际生产提供薄膜制备的一种新工艺。简单地说,在真空中把金属、合金或化合物进行蒸发或溅射,使其在被涂覆的物体(称基板、基片或基体)上凝固并沉积的方法,称为真空镀膜。真空镀膜技术基本都是在处于真空的环境下进行的,因此人们称它们为真空镀膜技术。产品镀膜的过程是真空环境,真空度高。镀膜机内部气压极低,产品中的添加剂、油脂、水分均会溢出。
真空镀膜的方法很多,其中有以下三点:(1)真空蒸镀:将需镀膜的基体清洗后放到镀膜室,抽空后将膜料加热到高温,使蒸气达到约13.3Pa而使蒸气分子飞到基体表面,凝结而成薄膜。(2)阴极溅射镀:将需镀膜的基体放在阴极对面,把惰性气体(如氩)通入已抽空的室内,保持压强约1.33~13.3Pa,然后将阴极接上2000V的直流电源,便激发辉光放电,带正电的氩离子撞击阴极,使其射出原子,溅射出的原子通过惰性气氛沉积到基体上形成膜。(3)化学气相沉积:通过热分解所选定的金属化合物或有机化合物,获得沉积薄膜的过程。
在真空条件下成膜有很多优点:可减少蒸发材料的原子、分子在飞向基板过程中于分子的碰撞,减少气体中的活性分子和蒸发源材料间的化学反应(如氧化等),以及减少成膜过程中气体分子进入薄膜中成为杂质的量,从而提供膜层的致密度、纯度、沉积速率和与基板的附着力。通常真空蒸镀要求成膜室内压力等于或低于10-2Pa,对于蒸发源与基板距离较远和薄膜质量要求很高的场合,则要求压力更低。
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