Термическое вакуумное напыление

Суть метода состоит в нагреве вещества в вакууме до температуры, при которой кинетическая энергия атомов и молекул испаряемого вещества становится достаточной для отрыва от поверхности и распространения в окружающем пространстве.

Термическое напыле­ние протекает в три этапа:

1) Испарение вещества с целью получения паро-атомарного потока;

2) Перенос пара в вакууме;

3) Конденсация пара на подложке с образованием плёночной структуры;

Нагревать испаряемые вещества можно прямым и косвенным путём. Прямой путь представляет собой резистивный нагрев материала, в этом случае испаряется спираль, по которой протекает ток.

Косвенный путь подразумевает использование какого-либо побочного нагревателя, с температурой плавления, превышающей температуру испарения испаряемого вещества. Наиболее часто применяются проволочные, ленточ­ные и тигельные испарители. Последние изготавливают из кварца (1400° С), окиси алю­миния (1600° С), окиси тория (2200° С) и вакуумного графита (до 3000° С).

В резуль­тате нагрева испаряемое вещество переходит из твёрдого в жидкое состояние, однако не­которые металлы, такие как хром и вольфрам, могут испаряться из твёрдой фазы. При дальнейшем повышении температуры, когда энергия, сообщаемая молекулам, станет достаточной для отрыва их от поверхности вещества, начнётся испарение. Температура, при которой давление пара над поверхностью вещества составляет 1, 33 Па, называется условной температурой испарения вещества.

Скорость испарения определяется по фор­муле:

, где

Тисп - температура испарения вещества;

р - давление на­сыщенного пара;

М- молярный вес испаряемого вещества.