真空与真空镀膜技术简介课件

真空与真空镀膜技术简介一.真空技术入门

真空：低于一个大气压的气体状态。1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名的大气压实验，获得真空。自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间。人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体。真空量度单位1标准大气压=760mmHg=760(Torr)1标准大气压=1.013x105Pa1Torr=133.3Pa真空技术的应用

电子技术、航空航天技术、加速器、表面物理、微电子、材料科学、医学、化工、工农业生产、日常生活等各个领域。二.真空获得—真空泵1654年，德国物理学家葛利克发明了抽气泵，做了著名的马德堡半球试验。

原理：当泵工作后，形成压差，p1>p2，实现了抽气。真空泵的分类气体传输泵:是一种能将气体不断地吸入并排出泵外以达到抽气目的的真空泵，例如旋片机械泵、油扩散泵、涡轮分子泵。气体捕集泵:是一种使气体分子短期或永久吸附、凝结在泵内表面的真空泵，例如分子筛吸附泵、鈦升华泵、溅射离子泵、低温泵和吸气剂泵。极限压强(极限真空)最高工作压强工作压强范围（）泵能正常工作的压强范围几种常用真空泵的工作压强范围旋片机械泵吸附泵扩散泵涡轮分子泵溅射离子泵低温泵

几种常用真空泵的工作原理

1.旋片机械泵工作过程是：吸气—压缩—排气。定子浸在油中起润滑，密封和堵塞缝隙的作用。主要参量是：抽速和极限压强。由于极限压强较高，常用做前级泵(预抽泵)。旋片式机械泵3.涡轮分子泵工作过程是：高速旋转叶片(30000转/分)—对气体分子施以定向动量—压缩—排气。优点：无油，洁净，启动快，制动快，可忍受大气冲击。缺点：由于高速旋转，不能在磁场中使用，否则会产生涡流，导致叶轮发热、变形等严重后果，对氢气等轻质气体抽速较小，价格昂贵。1.动叶轮；2.泵壳；3.涡轮排；4.中频电动机；5.底座；6.出气口法兰；7.润滑油池；8.静叶轮；9.电机冷却水管.

三.真空的测量—真空计

1.绝对真空计

直接测量真空度的量具，如U型计、压缩真空计(麦克劳真空计)。

压缩型真空计测量范围：103～10-3PaU型计测量范围：105～10Pa2.相对真空计2.1热偶真空计(热传导真空计)测量范围：100—10-1Pa测量下限：热丝温度较高，气体分子热传导很小，热丝引线本身的热传导和热辐射引起的热量减小占主导地位，这两部分与压强无关。热电偶规管及其电路原理直接测量与压强有关的物理量，再与绝对真空计相比较进行标定的真空计。电离计线路图电离规管理论解释：当p较高时，kx/p<<k，此时当p很低时，kx/p>>k，此时与压强无关2.3B—A真空计(超高真空熱阴极电离计)

50年代初，Bayard

和Alpert经过改进电离规，减小光电流，减小受照面积，制成B-A规，收集极面积减小了100—1000倍，测量下限也降低100—1000倍。Ф0.2mm的钨丝测量下限可达10-8~10-9paФ4μm的钨丝测量下限可达10-10paB-A真空规管离子收集极；2.加速极（栅极）3.阴极灯丝；4.外壳真空系统(DM—300镀膜机)蒸发系统轰击电极工作架烘烤电极活动挡板蒸发电极蒸发源蒸发源的形状如下图，大致有螺旋式(a)、篮式(b)、发叉式(c)和浅舟式(d)等。设蒸发源为点蒸发源，单位时间内通过任何方向一立体角dω的质量为：

蒸发物质到达任一方向面积元ds质量为

设蒸发物的密度为ρ，单位时间淀积在ds上的膜厚为t，

则比较以上两式可得

对于平行平面ds，φ=θ，则上式为由可得在点源的正上方区域(δ=0)时，薄膜厚度的测量1.干涉显微镜法

干涉条纹间距Δ0