模具表面强化.

1、一、概述一、概述表面技术的定义：表面技术的定义： 表面技术是指通过表面涂覆、表面改性或多种表表面技术是指通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，的形态、化学成分、组织结构和应力状态，加强材加强材料表面保护，降低材料表面的腐蚀、磨损、氧化、料表面保护，降低材料表面的腐蚀、磨损、氧化、疲劳断裂，延长材料的使用寿命。疲劳断裂，延长材料的使用寿命。 第六章第六章 模具表面强化模具表面强化表面技术的目的：表面技术的目的：提高材料抵御环境作用的能力。提高材料抵御环境作用的能力。赋予材料表面某

2、种功能特性，包括光、赋予材料表面某种功能特性，包括光、电、磁、热、声、吸附、分离等各种物理和电、磁、热、声、吸附、分离等各种物理和化学性能。化学性能。实施特定的表面加工来制造构件、零部实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件等。件和元器件等。一、概述一、概述表面技术的实施方法：表面技术的实施方法：1.施加各种覆盖层施加各种覆盖层 如各种涂层技术，包括电镀、如各种涂层技术，包括电镀、电刷镀、化学镀、堆焊、热喷涂、物理气相沉积、电刷镀、化学镀、堆焊、热喷涂、物理气相沉积、化学气相沉积等。化学气相沉积等。2.表面改性法：表面改性法：用机械、物理、化学等方法，改用机械、物理、化学等方法，改变材料表

3、面的形貌、化学成分、相组成、微观结变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态，进而改变表层的性能。构、缺陷状态或应力状态，进而改变表层的性能。主要有喷丸强化、表面热处理、化学热处理、等主要有喷丸强化、表面热处理、化学热处理、等离子扩渗处理、激光表面处理、电子束表面处理、离子扩渗处理、激光表面处理、电子束表面处理、离子注入表面改性等。离子注入表面改性等。一、概述一、概述表面技术的实施方法：表面技术的实施方法：一、概述一、概述（一）化学热处理原理（一）化学热处理原理 将工件置于含有欲渗元素的活性介质中加热到将工件置于含有欲渗元素的活性介质中加热到一定温度，使活性介质分解出欲渗

4、元素的活性原子，一定温度，使活性介质分解出欲渗元素的活性原子，活性原子被工件表面吸附并向工件内部扩散，活性原子被工件表面吸附并向工件内部扩散，以改以改变工件表层的化学成分。通常，在工件表层获得高变工件表层的化学成分。通常，在工件表层获得高硬度、耐磨损和高强度的同时，心部仍保持良好的硬度、耐磨损和高强度的同时，心部仍保持良好的韧性，使被处理工件具有抗冲击载荷的能力。韧性，使被处理工件具有抗冲击载荷的能力。二、模具表面化学热处理二、模具表面化学热处理（二）（二） 模具表面常用化学热处理模具表面常用化学热处理 主要包括：渗碳、渗氮、渗硼、渗硫、渗铝、渗主要包括：渗碳、渗氮、渗硼、渗硫、渗铝、渗铬，以

5、及多元共渗，例如硼铬共渗、碳氮和氮碳共渗、铬，以及多元共渗，例如硼铬共渗、碳氮和氮碳共渗、硫氮和硫氮碳共渗等。硫氮和硫氮碳共渗等。 根据渗入元素的介质所处状态的不同，金属根据渗入元素的介质所处状态的不同，金属表面化学热处理可分为表面化学热处理可分为:固体渗、液体渗、气体渗、固体渗、液体渗、气体渗、等离子渗。等离子渗。（三）化学热处理工艺（三）化学热处理工艺活性原子活性原子的的供供给给。活性原子在基体金活性原子在基体金属属表面上吸附，表面上吸附，并并被基体被基体金金属属吸收。吸收。已溶入的渗已溶入的渗剂剂原子在渗原子在渗镀镀的高的高温温下向基体金下向基体金属内属内部部扩扩散。散。渗层形成渗层形成

6、基本过程基本过程:1 固体渗固体渗-粉末渗粉末渗 粉末渗就是把工件埋入装有粉末渗剂的容器粉末渗就是把工件埋入装有粉末渗剂的容器中，然后密封容器高温加热即可。中，然后密封容器高温加热即可。 这种方法很简单，是固渗中最普通的方法，也这种方法很简单，是固渗中最普通的方法，也是历史最为悠久的方法。是历史最为悠久的方法。 2 液体渗液体渗-盐浴法盐浴法 将工件直接浸入含有欲渗元素的熔盐槽内，将工件直接浸入含有欲渗元素的熔盐槽内，经扩散形成渗层。经扩散形成渗层。 3 气体渗气体渗 首先把工件加热到扩散的温度，然后把含有首先把工件加热到扩散的温度，然后把含有欲渗元素的气体介质通入，气体介质发生反应，生欲渗元

7、素的气体介质通入，气体介质发生反应，生成活性原子渗入工件表面。成活性原子渗入工件表面。 4 离子渗离子渗 离子渗是利用物质的第四态离子渗是利用物质的第四态等离子体进等离子体进行渗镀。因为等离子体离子活性比原子高，加上电行渗镀。因为等离子体离子活性比原子高，加上电场的作用，因此渗速较高，质量较好场的作用，因此渗速较高，质量较好 （四）化学热处理（四）化学热处理渗层组织渗层组织 渗层的相组织和各相化学成分取决于组成该渗层的相组织和各相化学成分取决于组成该合金系的相图。合金系的相图。 在二元合金系统中，只有单相区、无两相共在二元合金系统中，只有单相区、无两相共存区，渗层的浓度分布呈阶梯跳跃式分布，并

8、且存区，渗层的浓度分布呈阶梯跳跃式分布，并且有相互毗邻单相区所构成。有相互毗邻单相区所构成。（四）化学热处理（四）化学热处理渗层组织渗层组织 影响扩散速度的参数主要有两个，即扩散系影响扩散速度的参数主要有两个，即扩散系数数D和浓度梯度，而许多因素都会影响这两个参数，和浓度梯度，而许多因素都会影响这两个参数，从而影响扩散速度，几个主要的影响因素为：从而影响扩散速度，几个主要的影响因素为： 温度：扩散系数温度：扩散系数D与温度之间的关系为：与温度之间的关系为：DD0EXP(-Q/RT)，可见扩散系数随温度升高而急，可见扩散系数随温度升高而急剧增大。剧增大。 晶体结构：原子排列越紧密，扩散时点阵畸晶

9、体结构：原子排列越紧密，扩散时点阵畸变大，所需扩散激活能升高，扩散越困难。变大，所需扩散激活能升高，扩散越困难。 （五）影响渗层形成（五）影响渗层形成厚度因素厚度因素 晶体缺陷：基体中的位错、空位和晶界等缺晶体缺陷：基体中的位错、空位和晶界等缺陷都是有利于扩散的。陷都是有利于扩散的。 基体合金成分。基体合金成分。 渗剂金属原子浓度的影响：在其他条件相同渗剂金属原子浓度的影响：在其他条件相同时，基体金属表面渗剂金属原子的起始浓度愈高，时，基体金属表面渗剂金属原子的起始浓度愈高，扩散速度增大。扩散速度增大。（五）影响渗层形成（五）影响渗层形成厚度因素厚度因素 渗硼是使硼原子渗入工件表层的化学热处理

10、工渗硼是使硼原子渗入工件表层的化学热处理工艺。硼在钢中的溶解度很小，主要是与铁和钢中某艺。硼在钢中的溶解度很小，主要是与铁和钢中某些合金元素形成硼化物。渗硼件的耐磨性高于渗氮些合金元素形成硼化物。渗硼件的耐磨性高于渗氮和渗碳层，而且有较高的热稳定性和耐蚀性，但渗和渗碳层，而且有较高的热稳定性和耐蚀性，但渗硼层脆性较大。硼层脆性较大。模具渗硼模具渗硼1.渗硼层组织：渗硼层组织：FeBFe2B扩散扩散层层心部组织心部组织钢件渗硼后，渗硼层钢件渗硼后，渗硼层由单一的由单一的Fe2B化合物化合物层或由层或由Fe2B+FeB构成构成的两相化合物。的两相化合物。Fe2B和和FeB通常为指状通常为指状(或或

11、梳齿状梳齿状)，且垂直于表，且垂直于表面楔入基体。面楔入基体。 2、渗硼层性能、渗硼层性能 （1）高硬度和高耐磨性）高硬度和高耐磨性 Fe2B和和FeB具有高的硬度，其显微硬度分别为具有高的硬度，其显微硬度分别为1300-1800HV和和1600-2200HV。钢铁材料渗硼后的。钢铁材料渗硼后的表面硬度也很高可达表面硬度也很高可达1300-2300HV。 （2）高的热硬性）高的热硬性 Fe2B和和FeB化合物稳定性好，渗硼层在化合物稳定性好，渗硼层在800C能保持高硬度。能保持高硬度。 2、渗硼层性能、渗硼层性能 （3）良好的高温抗氧化性能及抗蚀性）良好的高温抗氧化性能及抗蚀性 在高温下、工件

12、表面的铁硼化合物与氧反应，在高温下、工件表面的铁硼化合物与氧反应，生成生成B2O3使工件受到保护。使工件受到保护。 渗硼层对盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、氢氧化纳渗硼层对盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、氢氧化纳水溶液、氯化钠水溶液，都具有较高的抗蚀性，但水溶液、氯化钠水溶液，都具有较高的抗蚀性，但不耐硝酸腐蚀。不耐硝酸腐蚀。 （4）脆性）脆性 渗硼层硬度很高，但脆性较大。尤其渗硼层硬度很高，但脆性较大。尤其FeB，脆性大，一般希望得到单层的，脆性大，一般希望得到单层的Fe2B层。厚度层。厚度在在0.07-0.15mm .渗硼方法：渗硼方法：固体渗硼（粉末渗、膏剂渗）、气固体渗硼（粉末渗、膏剂渗）、气体渗硼、

13、液体渗硼、等离子渗硼。体渗硼、液体渗硼、等离子渗硼。 固体渗硼是将工件埋在渗硼剂粉末内或将粉末固体渗硼是将工件埋在渗硼剂粉末内或将粉末渗硼剂加上粘结剂调成膏状，涂在需要渗硼的工件渗硼剂加上粘结剂调成膏状，涂在需要渗硼的工件表面上，然后加热扩散。加热方式一般为装箱表面上，然后加热扩散。加热方式一般为装箱(用木用木炭或三氯化二铝作为填充剂炭或三氯化二铝作为填充剂)密封后在空气炉中加热；密封后在空气炉中加热；或不装箱，在保护气（氩气或氮基气氛或不装箱，在保护气（氩气或氮基气氛)中加热，也中加热，也可置于感应器中可置于感应器中(工件无需装箱工件无需装箱)进行感应加热。进行感应加热。 渗硼剂：供硼剂、活

14、化剂、填充剂。渗硼剂：供硼剂、活化剂、填充剂。1) 供硼剂供硼剂 供硼剂是渗硼的硼源。使用较多的是硼供硼剂是渗硼的硼源。使用较多的是硼铁、碳化硼（铁、碳化硼（B4C）和硼砂（）和硼砂（Na2B4O7）。）。2）活化剂）活化剂 活化剂的主要作用是提高渗剂的活性，活化剂的主要作用是提高渗剂的活性，与供硼剂进行化学反应，产生气态化合物，促进活与供硼剂进行化学反应，产生气态化合物，促进活性硼原子的产生，加速渗硼过程。常用的活化剂是性硼原子的产生，加速渗硼过程。常用的活化剂是氟硼酸钾氟硼酸钾(KBF4)、 碳化硅碳化硅(SiC)。3）填充剂）填充剂 填充剂是渗硼剂中的载体。它的主要填充剂是渗硼剂中的载体

15、。它的主要作用是使供硼剂、活化剂均匀分布在渗剂中，保证作用是使供硼剂、活化剂均匀分布在渗剂中，保证渗硼层的均匀性。通常的填充剂是碳化硅（渗硼层的均匀性。通常的填充剂是碳化硅（SiC）、）、三氧化二铝（三氧化二铝（Al2O3）、木炭。）、木炭。 供硼剂为硼砂（供硼剂为硼砂（Na2B407）、活化剂为碳化硅）、活化剂为碳化硅（SiC）时的反应：）时的反应： Na2B407 + SiC Na20Si02 + C02 + 02 +4B 通过反应产生大量活性硼原子通过反应产生大量活性硼原子B液体渗硼（盐浴渗硼）：液体渗硼（盐浴渗硼）：是将工件置于熔融盐浴中是将工件置于熔融盐浴中的渗硼方法。硼砂作为供硼剂

16、。还原剂的作用是从的渗硼方法。硼砂作为供硼剂。还原剂的作用是从硼砂熔融分解产物中还原出活性硼原子。凡是与氧硼砂熔融分解产物中还原出活性硼原子。凡是与氧的亲和力大于硼和氧的亲和力的物质均可作为还原的亲和力大于硼和氧的亲和力的物质均可作为还原剂。通常选用的还原剂有碳酸钠、碳酸钾、氟硅酸剂。通常选用的还原剂有碳酸钠、碳酸钾、氟硅酸钾。钾。渗硼温度一般为渗硼温度一般为9001000度，保温度，保温26小时。小时。碳钢渗硼可代替合金钢。碳钢渗硼可代替合金钢。 渗铬可以提高模具在高温下的抗氧化性以及抗渗铬可以提高模具在高温下的抗氧化性以及抗蚀性，高碳钢渗铬还可提高耐磨性。蚀性，高碳钢渗铬还可提高耐磨性。

17、渗铬层的组织与基体碳含量有关，高碳钢基体渗铬层的组织与基体碳含量有关，高碳钢基体表层只形成铬的碳化物层，如（表层只形成铬的碳化物层，如（Cr,Fe）7C3, （Cr,Fe）23C6, （Fe, Cr）3C。厚度薄，只有。厚度薄，只有0.01-0.04mm，硬度为，硬度为1500HV。中碳钢渗铬层在铬的碳。中碳钢渗铬层在铬的碳化物层下有一层扩散层。铬在化物层下有一层扩散层。铬在铁中的固溶体组织。铁中的固溶体组织。低碳钢只有扩散层（铬在低碳钢只有扩散层（铬在铁中的固溶体组织）。渗铁中的固溶体组织）。渗铬层的硬度取决于基体的含碳量。铬层的硬度取决于基体的含碳量。 模具的渗铬模具的渗铬 渗铬工艺有气体

18、法、液体法和固体法。由于气渗铬工艺有气体法、液体法和固体法。由于气体渗铬介质体渗铬介质(CrCl2)没有商品供应，而且它的活性大没有商品供应，而且它的活性大难以贮存，因此气体渗铬没有得到应用。国内用难以贮存，因此气体渗铬没有得到应用。国内用于模具的主要采用固体渗铬、真空渗铬于模具的主要采用固体渗铬、真空渗铬 。 1）固体渗铬）固体渗铬固体粉末渗剂的组成固体粉末渗剂的组成 ： 铬粉或铬铁粉铬粉或铬铁粉+填充剂（填充剂（Al2O3）+活化剂活化剂(NH4Cl)1）铬粉或铬铁粉提供活性铬原子，纯度越高越好。）铬粉或铬铁粉提供活性铬原子，纯度越高越好。2）填充剂）填充剂(又称分散剂又称分散剂)通常使用

19、惰性高的粉末。通常使用惰性高的粉末。填充剂用于分散金属粉末、防止它们在渗金属高温填充剂用于分散金属粉末、防止它们在渗金属高温下彼此粘合或金属粉末粘附在零件表面。下彼此粘合或金属粉末粘附在零件表面。3）活化剂：其作用是把粉末金属转化为金属活性）活化剂：其作用是把粉末金属转化为金属活性物质。物质。渗铬层组织渗铬层组织 基材：基材： T8T8合金元素：合金元素：CrCr放大倍数：放大倍数：500500倍倍 渗碳目的是在低碳钢或低碳合金钢零件的表面得渗碳目的是在低碳钢或低碳合金钢零件的表面得到高的含碳量（高于到高的含碳量（高于0.8%)0.8%)。其后经淬火、低温回火。其后经淬火、低温回火得到高的硬度

20、和耐磨性的渗碳层，而零件的内部具得到高的硬度和耐磨性的渗碳层，而零件的内部具有高的强韧性。但缺点是处理温度高（有高的强韧性。但缺点是处理温度高（900C900C 左右），左右），工件畸变大。工件畸变大。 渗碳工艺广泛应用于工模具及飞机、汽车、机床渗碳工艺广泛应用于工模具及飞机、汽车、机床等的重要零件中，如齿轮、轴和凸轮轴等。渗碳是等的重要零件中，如齿轮、轴和凸轮轴等。渗碳是应用最广、发展得最全面的化学热处理工艺。用微应用最广、发展得最全面的化学热处理工艺。用微处理机可实现渗碳全过程的自动化，能控制表面含处理机可实现渗碳全过程的自动化，能控制表面含碳量和碳在渗层中的分布。碳量和碳在渗层中的分布。

21、（一）渗碳（一）渗碳模具的渗碳、渗氮、碳氮共渗、氮碳共渗模具的渗碳、渗氮、碳氮共渗、氮碳共渗对多数中、小型零件来说，渗碳层深度一般为对多数中、小型零件来说，渗碳层深度一般为0.7-1.5mm、碳的质量分数为、碳的质量分数为0.7-0.9。按照渗碳介质的状态，渗碳方法分为：气体渗、按照渗碳介质的状态，渗碳方法分为：气体渗、液体渗、固体渗。液体渗、固体渗。 （1）气体渗碳）气体渗碳 （应用最广泛的渗碳方法）（应用最广泛的渗碳方法） CH3OH（甲醇）（甲醇）CO+2H2 CH4（甲烷）（甲烷）C +2H2 2COC+CO2 CO2+H2CO+2H20（2）固体渗碳（传统的渗碳方法）固体渗碳（传统的

22、渗碳方法）固体渗碳剂主要由木炭和碳酸盐（固体渗碳剂主要由木炭和碳酸盐（NaCO3，BaCO3）组成。反应：）组成。反应：碳酸盐高温分解：碳酸盐高温分解：NaCO3 NaO+CO2 BaCO3 BaO+CO2CO2与木炭反应：与木炭反应：C（木炭）（木炭）+CO22CO COCO2+C（3）盐浴渗碳）盐浴渗碳 介质：氰盐，反应后生成氰氢酸，有剧毒。介质：氰盐，反应后生成氰氢酸，有剧毒。渗碳层组织特点：渗碳层组织特点： 由表及里：网状碳化物由表及里：网状碳化物+珠光体珠光体-珠光体珠光体-珠光体珠光体+铁素体铁素体-珠光体减少，铁素体增多。珠光体减少，铁素体增多。 渗碳层不允许出现过多的网状碳化物

23、，防止渗碳层不允许出现过多的网状碳化物，防止渗碳层和零件变脆。只要控制渗碳介质的活性或渗碳层和零件变脆。只要控制渗碳介质的活性或碳碳势势（钢表面的含碳量），就可以加以控制。（钢表面的含碳量），就可以加以控制。 组织：表面组织：表面(层层)为高碳回火马氏体组织、心部为高碳回火马氏体组织、心部为低碳回火马氏体组织。为低碳回火马氏体组织。 渗氮（又称氮化），是使氮原子向金属工件表渗氮（又称氮化），是使氮原子向金属工件表层扩散的化学热处理工艺。钢铁渗氮后，可形成以层扩散的化学热处理工艺。钢铁渗氮后，可形成以氮化物为主的表层。当钢中含有铬、铝、钼等氮化氮化物为主的表层。当钢中含有铬、铝、钼等氮化物时，可

24、获得比渗碳层更高的硬度、更高的耐磨、物时，可获得比渗碳层更高的硬度、更高的耐磨、耐蚀和抗疲劳性能。渗氮主要用于对精度、畸变量、耐蚀和抗疲劳性能。渗氮主要用于对精度、畸变量、疲劳强度和耐磨性要求都很高的模具。疲劳强度和耐磨性要求都很高的模具。 渗氮可使钢铁零件表面硬度达到渗氮可使钢铁零件表面硬度达到950-2200HV。（二）渗氮（二）渗氮 渗氮温度低于共析转变温度，一般为渗氮温度低于共析转变温度，一般为500-600，零件渗氮后不进行淬火工艺，渗氮零件的，零件渗氮后不进行淬火工艺，渗氮零件的变形很小。变形很小。 目前生产中多采用气体渗氮和离子渗氮。目前生产中多采用气体渗氮和离子渗氮。 气体渗氮

25、是把工件放入密封容器中，通以流动气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子活性氮原子,不断吸附到工件表面，并扩散渗入工不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，形成渗氮层。件表层内，形成渗氮层。 (2NH3=2N+3H2)渗氮层的渗氮层的组织：组织：三种典型三种典型组织：组织：(1)只有扩只有扩散层；散层；(2) 层层+扩散层；扩散层；(3) + 层层+扩散层。扩散层。 渗氮层金相照片渗氮层金相照片（三）（三）碳氮共渗碳氮共渗、氮碳共渗氮碳共渗碳氮共渗碳氮共渗和和氮碳共渗氮碳共渗是在金属工件表层同时

26、渗入是在金属工件表层同时渗入碳、氮两种元素的化学热处理工艺。碳、氮两种元素的化学热处理工艺。 前者以渗碳为主，与渗碳相比，共渗件淬冷前者以渗碳为主，与渗碳相比，共渗件淬冷的畸变小，耐磨和耐蚀性高，抗疲劳性能优于渗碳，的畸变小，耐磨和耐蚀性高，抗疲劳性能优于渗碳，7070年代以来，碳氮共渗工艺发展迅速，不仅可用在年代以来，碳氮共渗工艺发展迅速，不仅可用在若干种汽车、拖拉机零件上，也比较广泛地用于多若干种汽车、拖拉机零件上，也比较广泛地用于多种齿轮和轴类的表面强化；种齿轮和轴类的表面强化； 后者则以渗氮为主，它的主要特点是渗速较快，后者则以渗氮为主，它的主要特点是渗速较快，生产周期短，表面脆性小且

27、对工件材质的要求不严，生产周期短，表面脆性小且对工件材质的要求不严，不足之处是工件渗层较薄，不宜在高载荷下工作。不足之处是工件渗层较薄，不宜在高载荷下工作。 是通过硫与金属工件表面反应而形成是通过硫与金属工件表面反应而形成FeS薄膜薄膜的化学热处理工艺。经过渗硫处理的工件，其硬度的化学热处理工艺。经过渗硫处理的工件，其硬度较低，但减摩作用良好，能防止摩擦副表面接触时较低，但减摩作用良好，能防止摩擦副表面接触时因摩擦热和塑性变形而引起的擦伤和咬死。因摩擦热和塑性变形而引起的擦伤和咬死。模具渗硫模具渗硫硫氮共渗、硫氮碳共渗是将硫、氮或硫、氮、碳硫氮共渗、硫氮碳共渗是将硫、氮或硫、氮、碳同时渗入金属

28、工件表层的化学热处理工艺。采用渗同时渗入金属工件表层的化学热处理工艺。采用渗硫工艺时，渗层减摩性好，但在载荷较高时渗层会硫工艺时，渗层减摩性好，但在载荷较高时渗层会很快破坏。采用渗氮或氮碳共渗工艺时，渗层有较很快破坏。采用渗氮或氮碳共渗工艺时，渗层有较好的耐磨、抗疲劳性能，但减摩性欠佳。硫氮或硫好的耐磨、抗疲劳性能，但减摩性欠佳。硫氮或硫氮碳共渗工艺，可使工件表层兼具耐磨和减摩等性氮碳共渗工艺，可使工件表层兼具耐磨和减摩等性能。能。 硫氮共渗、硫氮碳共渗硫氮共渗、硫氮碳共渗等离子体的物理概念等离子体的物理概念 通常物质呈现三种状态，即固态、液态、气态。通常物质呈现三种状态，即固态、液态、气态。

29、物质的状态是可以变化的，在一定温度和压力条件物质的状态是可以变化的，在一定温度和压力条件下固、液、气三态的相互转变早已为人们所熟知。下固、液、气三态的相互转变早已为人们所熟知。 若采取某种手段，如加热、若采取某种手段，如加热、放电等，使气体分子离解和放电等，使气体分子离解和电离，当电离产生的带电粒电离，当电离产生的带电粒子密度达到一定数值时，物子密度达到一定数值时，物质状态便又出现新变化，这质状态便又出现新变化，这时的电离气体己不再是原来时的电离气体己不再是原来的气体了。而是由离子、电的气体了。而是由离子、电子和中性粒子组成的集合体子和中性粒子组成的集合体（等离子体等离子体）。）。按照产生的形

30、式，等离子体可以分为：按照产生的形式，等离子体可以分为：(1) (1) 天然等离子体天然等离子体 宇宙中宇宙中99%99%的物质是以等离子体状态存在的，的物质是以等离子体状态存在的，如恒星星系、星云，地球附近的闪电、极光、电离如恒星星系、星云，地球附近的闪电、极光、电离层等。太阳本身就是一个灼热的等离子体火球。层等。太阳本身就是一个灼热的等离子体火球。(2) (2) 人工等离子体人工等离子体 如：日光灯、霓虹灯中的放电等离子体。等离如：日光灯、霓虹灯中的放电等离子体。等离子体炬（焊接、新材料制备、消除污染）中的电弧子体炬（焊接、新材料制备、消除污染）中的电弧放电等离子体。气体激光器及各种气体放

31、电中的电放电等离子体。气体激光器及各种气体放电中的电离气体。离气体。离子渗氮离子渗氮 离子氮化是利用等离离子氮化是利用等离子放电产生的活性原子或子放电产生的活性原子或离子进行渗氮的技术。离子进行渗氮的技术。 设备主要由真空氮化设备主要由真空氮化炉、抽真空系统、供气系炉、抽真空系统、供气系统、电控系统、测温系统统、电控系统、测温系统等组成。等组成。 图图3-3- 离子氮化设备示意图离子氮化设备示意图1-1-气瓶；气瓶；2-2-针形阀；针形阀；3-3-浮子流量计；浮子流量计；4-4-进气管；进气管；5-5-冷却水进水口；冷却水进水口；6-6-冷却水出水孔；冷却水出水孔；7-7-真空罩；真空罩；8-

32、8-窥视孔；窥视孔；9-9-观察窗；观察窗；10-10-工件；工件；11-11-阳极；阳极；12-12-阴阴极柱；极柱；13-13-真空泵；真空泵；14-14-光电测温仪；光电测温仪；15-15-温度表；温度表；16-16-直流电源直流电源+_12376485109111312161415工艺原理工艺原理 离子氮化是在密闭的真空炉内，将清洗后的被离子氮化是在密闭的真空炉内，将清洗后的被渗工件放置在阴极盘上（或吊挂在阴极挂具上）。渗工件放置在阴极盘上（或吊挂在阴极挂具上）。将真空炉抽真空至一定的真空度（将真空炉抽真空至一定的真空度（6Pa）后，充入一）后，充入一定流量的含氮气体，如氨气、氨热分解

33、气或以一定定流量的含氮气体，如氨气、氨热分解气或以一定比 例 混 合 的 氮 氢 混 合 气 ， 并 将 气 压 保 持 在比 例 混 合 的 氮 氢 混 合 气 ， 并 将 气 压 保 持 在1.331021.33103Pa左右，在阴极（工件）和阳左右，在阴极（工件）和阳极（真空室壳）之间施加极（真空室壳）之间施加4001000V左右的直流电左右的直流电压，将含氮气体电离成压，将含氮气体电离成N+、H+和电子，并产生辉光和电子，并产生辉光放电现象。在高压电场作用下，放电现象。在高压电场作用下，N+、H+在电场的作在电场的作用下以很大的速度轰击工件表面，将动能转化为热用下以很大的速度轰击工件表

34、面，将动能转化为热能，把工件表面加热到所需渗氮温度，与此同时，能，把工件表面加热到所需渗氮温度，与此同时，氮原子被工件表面吸收并向内扩散形成渗氮层。氮原子被工件表面吸收并向内扩散形成渗氮层。6.4 等离子体表面处理等离子体表面处理第六章第六章 表面改性技术表面改性技术常用离子氮化工艺参数范常用离子氮化工艺参数范围：围：氮化温度氮化温度450-650；气压气压1.331021.33103Pa；放电电压放电电压400800V；电流密度电流密度0.55mA/cm2；氮化时间根据工件的材质、氮化时间根据工件的材质、氮化温度以及要求的渗氮层氮化温度以及要求的渗氮层深度，为十分钟深度，为十分钟几十小时。几

35、十小时。 +_12376485109111312161415离子对工件表面的轰击作用离子对工件表面的轰击作用：（1 1）将工件表面的）将工件表面的FeFe、C C、O O原子打出，破坏了金属表面原子打出，破坏了金属表面的氧化膜。的氧化膜。 (2) 激发了工件表面的二激发了工件表面的二次电子发射。次电子发射。 (3) 在 工 件 表 面 形 成在 工 件 表 面 形 成 5-10m的的厚的位错层厚的位错层。 图3-1 离子氮化原理图3氮的渗入机理：氮的渗入机理： 在离子轰击作用下，从阴极在离子轰击作用下，从阴极表面溅射出铁原子，与阴极表面溅射出铁原子，与阴极附近的活性氮原子结合形成附近的活性氮原

36、子结合形成FeN, 由于背散射效应，一部由于背散射效应，一部分分FeN又沉积到工件表面，在又沉积到工件表面，在离子轰击和热激活的作用下，离子轰击和热激活的作用下，氮化铁发生分解：氮化铁发生分解： FeN Fe2N + N Fe2N Fe3N + N1. Fe3N Fe4N + N图3-1 离子氮化原理图3离子氮化和气体氮化的优点：离子氮化和气体氮化的优点： 1渗氮速度快。获得相同的氮化层厚度，离子渗氮速度快。获得相同的氮化层厚度，离子氮化的保温时间仅为气体氮化的氮化的保温时间仅为气体氮化的1/3-1/5。 2省电、省气，节约能源。采用离子轰击作用省电、省气，节约能源。采用离子轰击作用加热工件，

37、无需外加热源，节省电能。离子渗氮的加热工件，无需外加热源，节省电能。离子渗氮的气压低，渗氮过程中进气量小，如采用氨气作为工气压低，渗氮过程中进气量小，如采用氨气作为工作气体时，氨气用量仅为气体渗氮的作气体时，氨气用量仅为气体渗氮的1/5-1/10。 3氮化层结构可控。采用氮氢混合气作为工作氮化层结构可控。采用氮氢混合气作为工作气体时，通过有效控制氮氢含量比，可以控制氮化气体时，通过有效控制氮氢含量比，可以控制氮化层的成分及组织结构，获得脆性小的层的成分及组织结构，获得脆性小的单相层或韧单相层或韧性较好的单相性较好的单相化合物层或仅有扩散层。气体渗氮化合物层或仅有扩散层。气体渗氮很难达到这一点。

38、很难达到这一点。离子氮化和气体氮化相比的优点：离子氮化和气体氮化相比的优点： 4非渗氮面屏蔽方法简单。在不需渗氮部分可非渗氮面屏蔽方法简单。在不需渗氮部分可采用机械屏蔽，如覆盖一层铁皮，无需采用气体渗采用机械屏蔽，如覆盖一层铁皮，无需采用气体渗氮中镀锡或镀铜的方法，屏蔽方法简单方便。氮中镀锡或镀铜的方法，屏蔽方法简单方便。5对不锈钢不用去钝化膜处理。对不锈钢制品，对不锈钢不用去钝化膜处理。对不锈钢制品，不用象气体渗氮那样在渗氮前对工件进行喷沙或酸不用象气体渗氮那样在渗氮前对工件进行喷沙或酸洗除去致密的氧化模，洗除去致密的氧化模， 可以在渗氮开始的阴极溅射可以在渗氮开始的阴极溅射作用下除去钝化膜

39、。简化工序，节省劳动力。作用下除去钝化膜。简化工序，节省劳动力。6无公害，工作环境好。与气体渗氮和盐浴渗无公害，工作环境好。与气体渗氮和盐浴渗氮不同，离子氮化的最大特点是不使用造成公害的氮不同，离子氮化的最大特点是不使用造成公害的物质，仅使用少量的氨气或氮气、氢气，对环境无物质，仅使用少量的氨气或氮气、氢气，对环境无危害。危害。离子渗碳离子渗碳 离子渗碳与离子氮化一样，也是在真空状态下，离子渗碳与离子氮化一样，也是在真空状态下，以工件为阴极，真空以工件为阴极，真空室壳室壳为阳极，在阴极与阳极之为阳极，在阴极与阳极之间施以直流电压，将渗碳气体电离，产生辉光放电。间施以直流电压，将渗碳气体电离，产

40、生辉光放电。在电场作用下碳离子轰击工件表面，把工件表面加在电场作用下碳离子轰击工件表面，把工件表面加热并被表面吸收然后向内部扩散。热并被表面吸收然后向内部扩散。 与离子氮化不同的是，离子渗碳需要与离子氮化不同的是，离子渗碳需要900900以以上的高温，仅靠离子轰击加热很难达到如此高的温上的高温，仅靠离子轰击加热很难达到如此高的温度，因此，在离子渗碳炉内通常要附加一个热源度，因此，在离子渗碳炉内通常要附加一个热源（如采用炉内电阻辐射加热）。此外，离子渗碳还（如采用炉内电阻辐射加热）。此外，离子渗碳还要附设一套真空淬火设备，以便渗碳后及时进行淬要附设一套真空淬火设备，以便渗碳后及时进行淬火。火。离

41、子渗碳离子渗碳介质介质： 离子渗碳采用的渗碳离子渗碳采用的渗碳介质介质为甲烷为甲烷CH4或丙烷或丙烷C3H8。由于直接将甲烷。由于直接将甲烷或丙烷或丙烷通入炉内渗碳时易产通入炉内渗碳时易产生炭黑，特别是丙烷，一般多以氢气或氩气作为载生炭黑，特别是丙烷，一般多以氢气或氩气作为载气，以气，以1 1：10(10(体积比体积比) )将甲烷将甲烷或丙烷或丙烷稀释后作为渗稀释后作为渗碳介质。碳介质。离子渗碳的特点：离子渗碳的特点：1. 渗碳效率高。在等离子体放电空间，碳原子及渗碳效率高。在等离子体放电空间，碳原子及碳离子的活性大，供碳能力高，离子渗碳效率高达碳离子的活性大，供碳能力高，离子渗碳效率高达55

42、%，而真空渗碳效率为，而真空渗碳效率为20%，一般气体渗碳效率，一般气体渗碳效率为为1020%。2渗速快。离子渗碳时高的供碳能力以及离子渗速快。离子渗碳时高的供碳能力以及离子轰击对碳原子扩散的促进作用加快了渗碳速度，离轰击对碳原子扩散的促进作用加快了渗碳速度，离子渗碳的速度比气体渗碳快子渗碳的速度比气体渗碳快1/2-2/3。3. 3. 表面状态好，渗层质量高。表面状态好，渗层质量高。离子渗碳时工件离子渗碳时工件在真空中加热，气体中不含在真空中加热，气体中不含O2和和H2O，所以，所以经离子经离子渗碳的零件表面不氧化，无炭黑附着，更不出现内渗碳的零件表面不氧化，无炭黑附着，更不出现内氧化等缺陷，

43、渗碳层致密性好，表面清洁光亮。氧化等缺陷，渗碳层致密性好，表面清洁光亮。离子渗碳的特点：离子渗碳的特点：4渗碳量容易控制。通过调节渗碳气体流量和渗碳量容易控制。通过调节渗碳气体流量和气体中甲烷或丙烷的分压可以精确控制表面渗碳量。气体中甲烷或丙烷的分压可以精确控制表面渗碳量。5零件变形小。由于离子渗碳供碳能力高，渗零件变形小。由于离子渗碳供碳能力高，渗速快，高温停留时间短，渗碳后零件变形小。速快，高温停留时间短，渗碳后零件变形小。6离子渗碳件具有较常规渗碳件更高的耐磨性离子渗碳件具有较常规渗碳件更高的耐磨性和疲劳强度。和疲劳强度。7省能，无公害。离子渗碳渗速高，渗碳时间省能，无公害。离子渗碳渗速

44、高，渗碳时间短，降低了电的消耗，成本比真空渗碳每公斤降低短，降低了电的消耗，成本比真空渗碳每公斤降低33%。离子渗碳气压仅为真空渗碳的百分之一，减。离子渗碳气压仅为真空渗碳的百分之一，减少了甲烷、丙烷的用量，废气排除少，对环境无污少了甲烷、丙烷的用量，废气排除少，对环境无污染。染。离子碳氮共渗：离子碳氮共渗： 在离子渗碳气体介质中加入含氮气体，利用工在离子渗碳气体介质中加入含氮气体，利用工件件( (阴极阴极) )和阳极之间产生辉光放电同时渗入碳和氮，和阳极之间产生辉光放电同时渗入碳和氮，并以渗碳为主的化学热处理工艺。并以渗碳为主的化学热处理工艺。 双层辉光离子渗金属技术：双层辉光离子渗金属技术

45、：在离子氮化设备的真空容器中，设置一源极。在在离子氮化设备的真空容器中，设置一源极。在源极和阳极之间及工件与阳极之间各设一个可控直源极和阳极之间及工件与阳极之间各设一个可控直流电源。当真空室充入一定的氩气后，接通电源，流电源。当真空室充入一定的氩气后，接通电源，在源极与阳极之间、工件与阳极之间产生两组辉光在源极与阳极之间、工件与阳极之间产生两组辉光放电现象（即双层辉光放电现象）。利用辉光放电放电现象（即双层辉光放电现象）。利用辉光放电所产生的氩离子轰击源极，使欲渗合金元素由源极所产生的氩离子轰击源极，使欲渗合金元素由源极表面被溅射出来，通过空间输运到达工件表面并被表面被溅射出来，通过空间输运到

46、达工件表面并被工件表面吸附工件表面吸附，在高温下向内部扩散形成具有特殊在高温下向内部扩散形成具有特殊物理化学性能的合金层。物理化学性能的合金层。 离子渗金属离子渗金属第三节第三节 模具表面镀覆强化模具表面镀覆强化 气相沉积技术气相沉积技术是在真空条件下，在各种材料或是在真空条件下，在各种材料或制品表面沉积制品表面沉积单层单层或或多层多层薄膜的技术。薄膜的技术。 气相沉积技术一般可分为两大类：气相沉积技术一般可分为两大类：物理气相沉物理气相沉积（积（PVD)和和化学气相沉积（化学气相沉积（CVD）。 采用采用CVD和和PVD法在模具表面沉积法在模具表面沉积TiN、TiC，可提高模具表面硬度、耐磨

47、性、耐腐蚀性。可提高模具表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性。1.化学气相沉积化学气相沉积(CVD) : 把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物、单质把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物、单质气体供给基体，借助气相作用或在基体表面上的气体供给基体，借助气相作用或在基体表面上的化学化学反应反应在基体上制得金属或化合物薄膜的方法。在基体上制得金属或化合物薄膜的方法。 主要包括常压化学气相沉积、低压化学气相沉积主要包括常压化学气相沉积、低压化学气相沉积和兼有和兼有CVD和和PVD两者特点的等离子化学气相沉积等。两者特点的等离子化学气相沉积等。此外，还有有机金属化学气相沉积以及激光（电子束）此外，还有有机金属化学

48、气相沉积以及激光（电子束）化学气相沉积。化学气相沉积。 一、化学气相沉积原理一、化学气相沉积原理 利用气态化合物或化合物的混合物在基体利用气态化合物或化合物的混合物在基体材料表面材料表面(通常为热表面通常为热表面)上发生气相化学反应，上发生气相化学反应，从而在基材表面上形成镀膜的技术称为从而在基材表面上形成镀膜的技术称为化学气相化学气相沉积沉积(CVD)。 CVD法制备薄膜的过程，可以分为下面几个法制备薄膜的过程，可以分为下面几个主要的阶段：主要的阶段：反应气体扩散至工件表面；反应气体扩散至工件表面； 反应气体分子被基材表面吸附；反应气体分子被基材表面吸附； 在基材表面发生化学反应；在基材表面

49、发生化学反应； 反应生成的气相副产物由基片表面脱离，被真反应生成的气相副产物由基片表面脱离，被真空泵抽掉；空泵抽掉； 在基片表面留下的固体反应产物在基片表面扩在基片表面留下的固体反应产物在基片表面扩散、形核，形成薄膜。散、形核，形成薄膜。CVD设备示意图设备示意图CVD设备设备:1.送气装置送气装置;2.反应室反应室;3.加热装置加热装置;4.排气装置排气装置 CVD技术中常采用的化学反应有：技术中常采用的化学反应有：（1）热分解反应：）热分解反应： 热分解法是在真空或惰性气氛下加热基片至所需热分解法是在真空或惰性气氛下加热基片至所需的温度之后，导人反应气体使之发生热分解反应，最的温度之后，导

50、人反应气体使之发生热分解反应，最后在基片上沉积出固体的薄膜材料。后在基片上沉积出固体的薄膜材料。 热分解法制备硅单晶的示意图：基底为硅片，反热分解法制备硅单晶的示意图：基底为硅片，反应气体为硅烷应气体为硅烷SiH4。 在在800-1000C发生热分解反应发生热分解反应 SiH4 - Si + 2H2 （2）还原反应（氢还原、金属还原，基材还原）还原反应（氢还原、金属还原，基材还原） 用氢气来还原卤化物产生各种金属和半导体薄膜。用氢气来还原卤化物产生各种金属和半导体薄膜。如用如用H2还原四氯化硅制备单晶硅的反应：还原四氯化硅制备单晶硅的反应： SiCl4 + 2H2 - Si + 4HCl （3

51、）化学输送（歧化反应）：）化学输送（歧化反应）：2SiI2 - Si SiI4 （4）氧化反应：）氧化反应：SiH4 + O2 - SiO2 + 2H2 （5）水解反应：）水解反应： 2AlCl33H2O-Al2O3 6HCl（6）氮化反应或氨解反应：）氮化反应或氨解反应： 3SiH4 4NH3 - Si3N4 12H2 TiCl4+N2+ H2 TiN+HCl（7）碳化反应：）碳化反应：TiCl4 CH4 - TiC 4HCl （8）化学合成反应）化学合成反应 两种或两种以上的气态反应物在一个热的基两种或两种以上的气态反应物在一个热的基底上相互反应，产生固相的反应产物沉积在基底底上相互反应，

52、产生固相的反应产物沉积在基底上，这种薄膜的沉积方法称为化学合成法。上，这种薄膜的沉积方法称为化学合成法。 如：如： SiCl4 +CCl4 - SiC+2Cl2 二、化学气相沉积技术的分类二、化学气相沉积技术的分类按化学反应的激活方式，可分为按化学反应的激活方式，可分为:1) 热化学气相沉积技术（热化学气相沉积技术（TCVD）2) 等离子体化学气相沉积技术等离子体化学气相沉积技术(PACVD)3) 激光诱导化学气相沉积技术激光诱导化学气相沉积技术(LCVD)按化学反应室的压力，可分为按化学反应室的压力，可分为:1）常压）常压CVD；2）低压）低压CVD二、化学气相沉积技术的分类二、化学气相沉积

53、技术的分类 按化学反应温度高低，可分为按化学反应温度高低，可分为:1）低温沉积（）低温沉积（1200）。）。1 混气室 2转子流量计 3步进电机控制仪 4真空压力表 5不锈钢管喷杆6喷头 7基板 8石墨基座9 石英管反应室 10机械泵 11WZK温控仪 12电阻丝加热源 13保温层陶瓷管 14密封铜套1.1.热化学气相沉积技术热化学气相沉积技术(TCVD) (TCVD) 电阻丝加热，石英管反应室电阻丝加热，石英管反应室1.1.热化学气相沉积技术热化学气相沉积技术(TCVD) (TCVD) 电阻丝加热，电阻丝加热，石英钟罩石英钟罩热化学气相沉积技术的特热化学气相沉积技术的特点：点：沉积温度高沉积

54、温度高:800-1200C:800-1200C1.1.热化学气相沉积技术热化学气相沉积技术(TCVD) (TCVD) 2. 等离子体增强化学气相沉积等离子体增强化学气相沉积(PCVD) 利用利用直流放电、射频放电或微波直流放电、射频放电或微波产生的等离子体产生的等离子体内的高能电子激活反应气体分子使之离解或电离，生内的高能电子激活反应气体分子使之离解或电离，生成活泼的激发分子、离子、原子或活性原子团等，并成活泼的激发分子、离子、原子或活性原子团等，并在基体表面上沉积镀膜。在基体表面上沉积镀膜。 PCVD法借助于等离子体作用，促进气相化学反法借助于等离子体作用，促进气相化学反应进行，可降低基体温

55、度，提高反应速度。应进行，可降低基体温度，提高反应速度。 2. 等离子体增强化学气相沉积等离子体增强化学气相沉积(PCVD)射射频频等等离离子子CVCVD D 射频电源通射频电源通常采用电容耦常采用电容耦合或电感耦合合或电感耦合方式，其中又方式，其中又可分为电极式可分为电极式和无电极式结和无电极式结构，电极式一构，电极式一般采用平板式般采用平板式或热管式结构或热管式结构2. 等离子体增强化学气相沉积等离子体增强化学气相沉积(PCVD) 微微波波等等离离子子CVDCVD3. 激光诱导化学气相沉积激光诱导化学气相沉积(LCVD) 利用利用激光激光激活反应气体分子使之离解或电离，生成激活反应气体分子

56、使之离解或电离，生成活泼的激发分子、离子、原子或活性原子团等，并在活泼的激发分子、离子、原子或活性原子团等，并在基体表面上沉积镀膜。基体表面上沉积镀膜。 特点：特点：沉积温度低。沉积温度低。三、三、CVD技术在工模具上的应用：技术在工模具上的应用： CVD镀层已成功地应用在刀具、模具取得明显的效镀层已成功地应用在刀具、模具取得明显的效果。果。 用用CVD法在在刀具及模具表面沉积法在在刀具及模具表面沉积TiN、TiC、Ti（C,N)、Cr7C3、Al2O3, 可以提高工模具的耐磨性。可以提高工模具的耐磨性。 CVD金刚石薄膜金刚石薄膜2.物理气相沉积物理气相沉积(PVD): 在真空条件下，利用各

57、种在真空条件下，利用各种物理方法物理方法，将镀料气，将镀料气化成原子、分子或使其离子化为离子，直接沉积到化成原子、分子或使其离子化为离子，直接沉积到基体表面上的方法。主要包括真空蒸镀、溅射镀膜、基体表面上的方法。主要包括真空蒸镀、溅射镀膜、离子镀膜等。离子镀膜等。 真空蒸镀定义：真空蒸镀定义：真空蒸发是制备薄膜的一种常真空蒸发是制备薄膜的一种常用工艺，在工业上应用较多。具体过程是：通常在用工艺，在工业上应用较多。具体过程是：通常在真空度为真空度为10-4-10-5Torr的真空室内进行，采用电的真空室内进行，采用电阻式加热、阻式加热、 电子束加热、电弧加热及激光加热等加电子束加热、电弧加热及激

58、光加热等加热方法，使金属或者合金等材料蒸发和升华，由固热方法，使金属或者合金等材料蒸发和升华，由固态变为气态（原子、分子或原子团）；蒸发的气态态变为气态（原子、分子或原子团）；蒸发的气态粒子通过基本上没有碰撞的直线方式从蒸发源传输粒子通过基本上没有碰撞的直线方式从蒸发源传输到基片上，并在基片上沉积成膜。导电材料、介质到基片上，并在基片上沉积成膜。导电材料、介质材料、磁性材料和半导体材料等，都可以通过真空材料、磁性材料和半导体材料等，都可以通过真空蒸发工艺制备。蒸发工艺制备。二、真空蒸镀方式和设备二、真空蒸镀方式和设备（一）蒸发方式及蒸发源（一）蒸发方式及蒸发源 真空蒸镀可采用的不同的加热方法，

59、主要有：电真空蒸镀可采用的不同的加热方法，主要有：电阻加热法、电子束加热、高频感应加热法、激光加热阻加热法、电子束加热、高频感应加热法、激光加热法。法。 蒸发源蒸发源：加热待蒸发材料并使之挥发的器具称：加热待蒸发材料并使之挥发的器具称为蒸发源，也称加热器。为蒸发源，也称加热器。1.电阻加热法电阻加热法 用丝状或片状的高熔点金属做成适当形状的蒸发用丝状或片状的高熔点金属做成适当形状的蒸发源，将膜料放入其中，接通电源，电阻加热膜料使之源，将膜料放入其中，接通电源，电阻加热膜料使之蒸发。蒸发。 对蒸发源材料的基本要求是：高熔点，低蒸气压，对蒸发源材料的基本要求是：高熔点，低蒸气压，在蒸发温度下不会与

60、膜料发生化学反应或互溶，具有在蒸发温度下不会与膜料发生化学反应或互溶，具有一定的机械强度，且高温冷却后脆性小等性质。常用一定的机械强度，且高温冷却后脆性小等性质。常用钨、钼、钽、石墨、氮化硼等高熔点材料。按照蒸发钨、钼、钽、石墨、氮化硼等高熔点材料。按照蒸发材料的不同，可制成多股线螺旋形、材料的不同，可制成多股线螺旋形、U形、圆锥筐形、形、圆锥筐形、薄板形、舟形等。薄板形、舟形等。 电电阻阻加加热热蒸蒸发发源源2.电子束加热电子束加热 用电子枪发射出的高能电子束直接轰击蒸发物用电子枪发射出的高能电子束直接轰击蒸发物质的表面，使其蒸发。包括：发射电子的热阴极、电质的表面，使其蒸发。包括：发射电子