真空與真空鍍膜技術(shù)簡介真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!一.真空技術(shù)入門

真空：低于一個大氣壓的氣體狀態(tài)。1643年，意大利物理學(xué)家托里拆利(E.Torricelli)首創(chuàng)著名的大氣壓實驗，獲得真空。自然真空：氣壓隨海拔高度增加而減小，存在于宇宙空間。人為真空：用真空泵抽掉容器中的氣體。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!真空量度單位1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760mmHg=760(Torr)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.013x105Pa1Torr=133.3Pa真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!真空區(qū)域的劃分

目前尚無統(tǒng)一規(guī)定，常見的劃分為：粗真空低真空高真空超高真空極高真空

真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!二.真空獲得—真空泵1654年，德國物理學(xué)家葛利克發(fā)明了抽氣泵，做了著名的馬德堡半球試驗。

原理：當(dāng)泵工作后，形成壓差，p1>p2，實現(xiàn)了抽氣。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!真空泵的主要參數(shù)抽氣速率:定義為在泵的進氣口任意給定壓強下，單位時間內(nèi)流入泵內(nèi)的氣體體積

或表示為：其中，Q為單位時間內(nèi)流入泵的氣體量。泵的抽氣速率S并不是常數(shù)，隨P而變。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!

幾種常用真空泵的工作原理

1.旋片機械泵工作過程是：吸氣—壓縮—排氣。定子浸在油中起潤滑，密封和堵塞縫隙的作用。主要參量是：抽速和極限壓強。由于極限壓強較高，常用做前級泵(預(yù)抽泵)。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!2.油擴散泵是：油蒸發(fā)—噴射—凝結(jié)，重復(fù)循環(huán)由于射流具有工作過程高流速(約200米/秒)、高密度、高分子量(300—500)，故能有效地帶走氣體分子。擴散泵不能單獨使用，一般采用機械泵為前級泵，以滿足出口壓強(最大40Pa)，如果出口壓強高于規(guī)定值，抽氣作用就會停止。水冷套；2.噴油嘴；3.導(dǎo)流管；4.泵殼；5.加熱器真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!三.真空的測量—真空計

1.絕對真空計

直接測量真空度的量具，如U型計、壓縮真空計(麥克勞真空計)。

壓縮型真空計測量范圍：103～10-3PaU型計測量范圍：105～10Pa真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!2.2熱陰極電離真空計原理：電子與氣體分子碰撞引起分子電離，形成電子和正離，電子最終被加速極收集，正離子被收集極接收形成離子流：I+=kIep=cp其中，k稱為電離計的靈敏度，是單位電子電流、單位壓強下的離子流。測量范圍：1.33×10-1～1.33×10-5Pa測量下限：高速電子打到加速極G→G產(chǎn)生軟x射線→軟x射線射向收集極c→收集極c產(chǎn)生光電發(fā)射→產(chǎn)生電子流Ix→Ix與I+方向相反，與壓強無關(guān)。

真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!理論解釋：當(dāng)p較高時，kx/p<<k，此時當(dāng)p很低時，kx/p>>k，此時與壓強無關(guān)真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!四.真空鍍膜真空濺射：當(dāng)高能粒子(電場加速的正離子)打在固體表面時，與表面的原子、分子交換能量，從而使這些原子、分子飛濺出來。真空蒸發(fā)：在真空中把制作薄膜的材料加熱蒸發(fā)，使其淀積在適當(dāng)?shù)谋砻嫔?。真空蒸發(fā)鍍膜簡介真空系統(tǒng)(DM—300鍍膜機)真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!蒸發(fā)系統(tǒng)轟擊電極工作架烘烤電極活動擋板蒸發(fā)電極真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!膜厚的計算：在真空中氣體分子的平均自由程為：L=0.65/p(cm)，其中p的單位是Pa。當(dāng)p=1.3×10-3Pa時，L≈500cm。L>>基片到蒸發(fā)源的距離，分子作直線運動。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!對于平行平面ds，φ=θ，則上式為由可得在點源的正上方區(qū)域(δ=0)時，真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!2稱重法如果薄膜面積A，密度ρ和質(zhì)量m可以被精確測定的話，膜厚t就可以計算出來：3石英晶體振蕩器法廣泛應(yīng)用于薄膜淀積過程中厚度的實時測量，主要應(yīng)用于淀積速度，厚度的監(jiān)測，還可以反過來（與電子技術(shù)結(jié)合）控制物質(zhì)蒸發(fā)或濺射的速率，從而實現(xiàn)對于淀積過程的自動控制。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!真空技術(shù)的應(yīng)用

電子技術(shù)、航空航天技術(shù)、加速器、表面物理、微電子、材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)、化工、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活等各個領(lǐng)域。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!真空泵的分類氣體傳輸泵:是一種能將氣體不斷地吸入并排出泵外以達到抽氣目的的真空泵，例如旋片機械泵、油擴散泵、渦輪分子泵。氣體捕集泵:是一種使氣體分子短期或永久吸附、凝結(jié)在泵內(nèi)表面的真空泵，例如分子篩吸附泵、鈦升華泵、濺射離子泵、低溫泵和吸氣劑泵。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!極限壓強(極限真空)最高工作壓強工作壓強范圍（）泵能正常工作的壓強范圍幾種常用真空泵的工作壓強范圍旋片機械泵吸附泵擴散泵渦輪分子泵濺射離子泵低溫泵真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!旋片式機械泵真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!3.渦輪分子泵工作過程是：高速旋轉(zhuǎn)葉片(30000轉(zhuǎn)/分)—對氣體分子施以定向動量—壓縮—排氣。優(yōu)點：無油，潔凈，啟動快，制動快，可忍受大氣沖擊。缺點：由于高速旋轉(zhuǎn)，不能在磁場中使用，否則會產(chǎn)生渦流，導(dǎo)致葉輪發(fā)熱、變形等嚴重后果，對氫氣等輕質(zhì)氣體抽速較小，價格昂貴。1.動葉輪；2.泵殼；3.渦輪排；4.中頻電動機；5.底座；6.出氣口法蘭；7.潤滑油池；8.靜葉輪；9.電機冷卻水管.

真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!2.相對真空計2.1熱偶真空計(熱傳導(dǎo)真空計)測量范圍：100—10-1Pa測量下限：熱絲溫度較高，氣體分子熱傳導(dǎo)很小，熱絲引線本身的熱傳導(dǎo)和熱輻射引起的熱量減小占主導(dǎo)地位，這兩部分與壓強無關(guān)。熱電偶規(guī)管及其電路原理直接測量與壓強有關(guān)的物理量，再與絕對真空計相比較進行標(biāo)定的真空計。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!電離計線路圖電離規(guī)管真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!2.3B—A真空計(超高真空熱陰極電離計)

50年代初，Bayard

和Alpert經(jīng)過改進電離規(guī)，減小光電流，減小受照面積，制成B-A規(guī)，收集極面積減小了100—1000倍，測量下限也降低100—1000倍。Ф0.2mm的鎢絲測量下限可達10-8~10-9paФ4μm的鎢絲測量下限可達10-10paB-A真空規(guī)管離子收集極；2.加速極（柵極）3.陰極燈絲；4.外殼真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!真空系統(tǒng)(DM—300鍍膜機)真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!蒸發(fā)源蒸發(fā)源的形狀如下圖，大致有螺旋式(a)、籃式(b)、發(fā)叉式(c)和淺舟式(d)等。真空與真空鍍膜技術(shù)簡介共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!設(shè)蒸發(fā)源為點蒸發(fā)源，單位時間內(nèi)通過任何方向一立體角dω的質(zhì)量為：

蒸發(fā)物質(zhì)到達任一方向面積元ds質(zhì)量為

設(shè)蒸發(fā)物的密度為ρ，單位時間淀積在ds上的膜厚為t，

則比較以上兩式可得

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