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中南大学粉冶院表面工程复习题

来源:用户分享 时间:2025/5/18 1:40:09 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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第三章预习要点

1, 物理气相沉积与化学气相沉积个有什么特点,它们的区别是什么?

沉积过程中若沉积粒子来源于化合物的气相分解反应,则称为化学气相沉积(CVD);

否则称为物理气相沉积(PVD)。

.CVD(化学)的特点

(1)在中温或高温下,通过气态的初始化合物之间的气相化学反应而沉积固体。

(2)可以在大气压(常压)或者低于大气压下(低压)进行沉积。一般来说低压效果要好些。

(3)采用等离子和激光辅助技术可以显著地促进化学反应,使沉积可在较低的温度下进行。

(4)镀层的化学成分可以改变,从而获得梯度沉积物或者得到混合镀层。 (5)可以控制镀层的密度和纯度。

(6)绕镀性好,可在复杂形状的基体上以及颗料材料上镀制。

(7)气流条件通常是层流的,在基体表面形成厚的边界层。

(8)沉积层通常具有柱状晶结构,不耐弯曲。但通过各种技术对化学反应进行气相扰动,可以得到细晶粒的等轴沉积层。

(9)可以形成多种金属、合金、陶瓷和化合物镀层。

工艺温度高低是CVD和PVD之间的主要区别 。

CVD工艺对进入反应器工件的清洁要求比PVD工艺低一些,因为附着在工件表面的一些脏东西很容易在高温下烧掉。此外,高温下得到的镀层结合强度要更好些

CVD镀层往往比各种PVD镀层略厚一些, CVD镀层往往厚度在5-300μm左右, PVD镀层通常不到5μm厚。

CVD镀层的表面略比基体的表面粗糙些。

相反,PVD镀膜如实地反映材料的表面,不用研磨就具有很好的金属光泽,

CVD反应发生在低真空的气态环境中,具有很好的绕镀性,所以密封在CVD反应器中的所有工件,除去支承点之外,全部表面都能完全镀好,甚至深孔、内壁也可镀上。

相对而论,所有的PVD技术由于气压较低,绕镀性较差,因此工件背面和侧面的镀制效果不理想。

PVD的反应器必须减少装载密度以避免形成阴影,而且装卡、固定比较复杂。 在PVD反应器中,通常工件要不停地转动,并且有时还需要边转边往复运动。

2, 蒸镀的原理是什么?蒸镀铝膜,有哪些用途? 1.蒸镀原理

和液体一样,固体在任何温度下也或多或少地气化(升华),形成该物质的蒸气。

在高真空中,将镀料加热到高温,相应温度下的饱和蒸气向上散发,蒸发原子在各个方向的通量并不相等。基片设在蒸气源的上方阻挡蒸气流,蒸气则在其上形成凝固膜。为了弥补凝固的蒸气,蒸发源要以一定的比例供给蒸气。

用途;目前在制镜工业中已经广泛采用蒸镀,以铝代银,节约贵重金属。 集成电路是镀铝进行金属化,然后再刻蚀出导线。 在聚酯薄膜上镀铝具有多种用途:

制造小体积的电容器;

制作防止紫外线照射的食品软包装袋; 经阳极氧化和着色后即得色彩鲜艳的装饰膜。

双面蒸镀铝的薄钢板可代替镀锡的马口铁制造罐头盒。

3,溅射镀膜的基本原理是什么?目前有哪些种类?

溅射镀膜:是指在真空室中,利用荷能粒子轰击镀料表面,使被轰击出的粒子在基片上沉积的技术。 溅射镀膜有两种:

一种是在真空室中,利用离子束轰击靶表面,使溅射出的粒子在基片表面成膜,这称为离子束溅射。

离子束要由特制的离子源产生,离子源结构较为复杂,价格较贵,只是在用于分析技术和制取特殊的薄膜时才采用离子束溅射。

另一种是在真空室中,利用低压气体放电现象,使处于等离子状态下的离子轰击靶表面,并使溅射出的粒子堆积在基片上。

离子溅射(1)直流二极溅射(2)三极和四极溅射(3)射频溅射(4)磁控溅射(5)合金膜的镀制(6)化合物膜的镀制(7)离子束溅射 第三章作业

1),溅射镀膜的基本原理是什么?目前有哪些种类?

溅射镀膜:是指在真空室中,利用荷能粒子轰击镀料表面,使被轰击出的粒子在基片上沉积的技术。

溅射镀膜有两种:

一种是在真空室中,利用离子束轰击靶表面,使溅射出的粒子在基片表面成膜,这称为离子束溅射。

离子束要由特制的离子源产生,离子源结构较为复杂,价格较贵,只是在用于分析技术和制取特殊的薄膜时才采用离子束溅射。

另一种是在真空室中,利用低压气体放电现象,使处于等离子状态下的离子轰击靶表面,并使溅射出的粒子堆积在基片上。

离子溅射(1)直流二极溅射(2)三极和四极溅射(3)射频溅射(4)磁控溅射(5) 对象靶溅射(6)偏压溅射(7)离子束溅射 (8)反应溅射

2),薄膜/涂层的三种生长模式及其形成原因

? 岛状生长模式:(不存在任何对形核有促进作用的有利位置) ? 被沉积的物质与基底之间的润湿性差,倾向于自己相互键合

? 层状生长模式:被沉积的物质与基底之间的润湿性很好,没有明确的形核阶段,从形核阶段开始就采取二维扩展模式——外延式

? 层状——岛状生长模式:开始1两个原子层层状生长后,生长模式由层状转化为岛状模式

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