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铁虫 (初入文坛)

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[交流] 靶材镀膜技术中的主要问题及解答已有3人参与

靶材镀膜技术可分为五种，分别是真空镀膜，电镀，化学反应，热处理，物理或机械处理。

等离子技术在表面技术中有哪些应用？
溅射沉积：溅射是利用高速离子撞击固体溅射靶材，使表面分子飞溅并投射到基板上形成薄膜。溅射离子的初始动能约为 100 eV。常见的等离子气体是氩气。
等离子体辅助沉积：气相化学沉积的化学反应是在高温基板上进行，以获得足够的气体前驱体能量响应。

等离子聚合：聚合物或塑料薄膜最简单的涂层技术是将其涂在溶剂上，然后再涂在基材上。等离子体聚合涂覆法是将分子单体激发成等离子体，经过化学反应，形成均匀的聚合物，涂覆在基材上。由于基材受到等离子体的冲击，附着力也很强。

等离子蚀刻：湿碱蚀刻是最简单、最便宜的方法，缺点是碱蚀刻有晶面取向，会引起底切问题。

等离子喷涂：在高温下工作的金属部件必须用陶瓷覆盖，以防止高温腐蚀。

蒸发的加热方式有哪些？他们的特点是什么？
加热方式有：（1）电阻加热（2）感应加热（3）电子束加热（4）激光加热（5）电弧加热。

它们各自的特点：

(1)电阻加热：这是最简单的加热方式，其优点是设备价格便宜，操作方便。

(2)感应加热：这种方式加热效率好，加热迅速，加热容量大。

(3)电子束加热：这种加热方式是施加几千eV的高能电子，通过磁场聚焦，直接受到蒸发材料的撞击，温度可高达30.00℃。它的电子来源有两个：高温金属产生的热电子，另一个电子来源是空心阴极放电。

(4)激光加热：激光束可光学聚焦在蒸发源上，产生局部瞬时高温逃逸。最早使用的是脉冲红光激光器，后来发展了紫外准分子激光器。紫外光的优点是每个光子的能量远高于红外光，因此准分子激光器的功率密度非常高，加热气相沉积的功能与电子束相似。常用于涂覆复杂的化合物，涂层质量非常好。

它与电子束加热或溅射的过程有着根本的不同。准分子激光与细小颗粒分离，后者以分子形式分离。

电弧加热：阴极电弧沉积的优点是：
a、蒸发速度快，每秒可达1.0微米
b、基板不需要加热
c、可镀高温金属和陶瓷化合物
d、涂层致密，附着力好

真空镀膜可以应用于哪些行业？
(1)镜片的抗反射涂层（MgO、MgF2、SiO2等）。
(2)金属、合金或复合涂层，应用于微电子作为导线、电阻、光电功能等用途。
(3) 镀铝或搪瓷绝缘作为电容器的电极。
(4)特殊合金涂层MCrAlY具有耐热性和抗氧化性，耐温可达1100℃，可应用于耐高温环境的工件，如高速切削成形、涡轮发动机叶片、等等。
(5) 玻璃板上的金属镀层，用于建筑物的装饰和防紫外线。
(6)铝的离子气相沉积，在被镀物上施加负高压，然后将铝加热蒸发，蒸气受电子撞击电离后镀到钢板上。
(7)在膜上镀铝作装饰或贴标，涂层有金属感。最大的用途是包装，可以防止水分和空气渗透。
(8) 机械零件或刀刃硬化的硬涂层膜（TiC、TiN、Al2O3）这些超硬膜不仅硬度高，而且能有效提高耐磨性，且所需厚度小，可满足对工件精度要求高。
(9) 特种合金薄片制造。
(10)在钢板上施加多层膜以改善其性能。
(11) 在 CdS 太阳能电池上镀硅可以提高其效率。
(12) 纳米粉体的制造是镀在冷基板上，使其不粘附。

一个好的薄膜有哪些特点？影响它的因素有哪些？
一个好的薄膜通常定义为它的应用功能在正常条件下不会失效。为了达到这个目的，一般来说，这种薄膜必须具有强附着力、低内应力、低针孔密度、强机械性能、均匀的薄膜厚度和足够的耐化学性。. 薄膜的性能主要受沉积工艺、成膜条件、界面层与基板的形成等因素的影响，后续的热处理也起着重要的作用。

具有良好附着力的薄膜的基本特征是什么？
(1)界面层中的原子之间必须有很强的化学键。优选具有化合物的形成或化学吸附。
(2)残余应力低，可能是由于镀层与基体的晶格和热膨胀系数不匹配，或薄膜本身存在杂质或结构不良造成的。
(3)没有容易变形的表面结构，如断层结构，机械粗糙的表面可以减少问题的恶化。
(4)不存在长期劣化的问题。涂层暴露在大气等外部环境中。如果没有氧化等化学反应，涂层自然就失去了功能。

膜厚的测量方法有哪些？
大致可分为原位测量和异地测量两种。
原位测量是指涂层的介质测量，常用于物理气相沉积，如微量天平、光学和电阻测量。
非现场测量是指镀层完成后的测量，镀膜的运动比较常见，具有了解镀层效率的目的，如质量、轮廓仪、扫描电镜等。

什么是物理蒸发？
物理气相沉积是使物质挥发，然后将其沉积在预定基材上的过程。由于蒸发源要加热挥发，而且是在真空中进行，所以又称为热蒸发或真空蒸发。

可以分为三个步骤：
(1)凝结物受热挥发成汽相
(2) 蒸汽在空气中移动到基材一段距离
(3)蒸汽被冷却并在基材上凝结成薄膜。

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