第七章-气相沉积技术ppt课件.ppt

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1、中国石油大学(华东)气相沉积技术专业班级:材料物理081-3开课单位:材料物理系任课教师:韩治德上次课主要内容回顾高能束表面改性特点11五种激光表面处理工艺11三种高能束表面改性的特点比较离子注入概念11表面扩渗11、表面淬火热处理、高密度太阳能表面处理11、表面形变强化的概念让优秀成为一种习惯日常所见的器具让优秀成为一种习惯门把手门把手玩具奖杯精美的刀叉让优秀成为一种习惯精美的刀叉让优秀成为一种习惯气相沉积技术概述薄膜制备技术之一,利用气相中发生的物理、化学过程,在材料表面形成具有特殊性能的金属或化合物覆层的工艺方法薄膜在上一世纪得到了迅猛发展(前图)思考的问

2、题:膜有厚有薄,多厚算薄膜?薄膜有哪些特征?薄膜有哪些种类?有哪些应用?是怎么制备出来的?定义一类用特殊方法获得的,依靠基体支撑并具有与基体不同的结构和性能的二维材料,一般指厚度为——100nm~25μm的膜层让优秀成为一种习惯薄膜的特征厚度:薄膜通常具有亚微米级至微米级的厚度纳米晶多层膜金刚石薄膜金刚石薄膜刀具透明金刚石薄膜让优秀成为一种习惯薄膜的特征有基体支撑:依附于固体表面并得到其支撑而存在,并具有与支撑固体不同结构和性能的二维材料手机贴膜手机贴膜塑料膜让优秀成为一种习惯薄膜的特征特殊的结构和性能:由于形成方式的不同,薄膜材料与块体材料具有不同的微结构和性

3、能金箔一次性铝箔餐盒钛箔铝箔封口片让优秀成为一种习惯薄膜的特征特殊的形成方式:依靠原子尺度粒子在另一固体表面生长而成的二维材料典型的TiO2薄膜扫描电镜图片Al2O3薄膜表面形貌扫描电镜观察让优秀成为一种习惯薄膜的分类膜的用途或功能:光、微电子、力学、信息存储、防护、装饰性膜层的组成材料:金属、陶瓷、化合物、半导体、塑料及其他高分子薄膜膜的晶体结构:单晶、多晶、纳米晶、非晶态、外延生长薄膜厚度:纳米薄膜、微米薄膜、厚膜薄膜组成结构:多层薄膜、梯度薄膜、复合薄膜让优秀成为一种习惯薄膜的应用增透膜(透镜)和增反膜(高反射膜)利用光在波膜上的干涉理论:当入射光射到介质

4、膜表面时,改变介质膜的厚度,将会使入射光产生的两列反射相干光加强或是减弱让优秀成为一种习惯薄膜的应用增透膜(透镜)让优秀成为一种习惯薄膜的应用增反膜(高反射膜)氦-氖激光器谐振腔全反射镜全反射镜片让优秀成为一种习惯薄膜的应用防电脑辐射眼镜片防电脑辐射面罩防电脑辐射面罩防电脑辐射镜片让优秀成为一种习惯薄膜的应用光敏电阻膜光敏电阻让优秀成为一种习惯薄膜的应用防激光致盲膜——防激光致盲的镀膜眼镜激光致盲枪绿光源激光炫目器让优秀成为一种习惯薄膜的应用其他功能膜:类金刚石膜、电极膜、磁记录膜、耐高温氧化膜等类金刚石膜刀具电极膜磁记录材料用膜让优秀成为一种习惯薄膜制备方法液

5、相法电镀化学镀广义薄膜气相法化学气相沉积物理气相沉积真空蒸镀溅射镀膜离子镀膜分子束外延让优秀成为一种习惯等离子体定义:等离子体是指存在的时间和空间均超过某一临界值的电离气体产生途径——宇宙、天体、上层气体、放射线及同位素、X射线、粒子加速器、反应堆、场致电离、冲击波、燃烧、激光、真空紫外光、发电等,在气相沉积中广泛采用的是气体放电产生等离子体。让优秀成为一种习惯等离子体特征等离子体的存在具有特定的空间和时间限度(没有限度);这种电离气体是由电子、离子、原子、分子或自由基等粒子组成的集合体(电中性原子、分子组成);这种气体是一种导电流体,而又能在与气体体积相比拟的

6、宏观尺度内维持电中性(不导电流体);有三种运动形式,热运动、在电磁场作用下的迁移运动和沿带电粒子浓度递减方向的扩散运动(做无规则的热运动);粒子运动受到电磁场的影响和支配(不受影响);富集的离子、电子、激发态的原子、分子及自由基极具反应活性(相对较小);新的聚集状态——物质第四态(三态)。让优秀成为一种习惯各种气相沉积技术介绍什么是真空蒸镀?阿基米德与王冠、牛顿与万有引力、蒸汽浴与蒸镀定义:简称蒸镀,是在真空条件下,用一定的方法加热镀膜材料(简称膜料)使之气化,并沉积在工件表面形成固态薄膜。阿基米德所处时代出土的王冠碎片整理让优秀成为一种习惯真空蒸镀的原理①采用

7、各种热能转换方式,使膜料蒸发或升华,气化为具有一定能量(0.1~0.3eV)的粒子(原子、分子或原子团);②气态粒子通过基本上无碰撞的直线运动飞速传输到基体;③粒子沉积在基体表面上并凝聚成薄膜。传输到基体的蒸发粒子与基体碰撞后一部分被反射,另一部分被吸附在基体表面发生表面扩散,沉积粒子之间产生二维碰撞,形成团簇,有的在表面停留一段时间后再蒸发。粒子团簇与扩散粒子相碰撞,或吸附单粒子,或放出单粒子,这过程反复进行,当粒子数超过某一临界值时就变为稳定核,再不断吸附其他粒子而逐步长大,最后与邻近稳定核合并,进而变成连续膜;④组成薄膜的原子重新排列或化学键合发生变化。工

8、艺类型让优秀成为一种习惯

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