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什么是真空鍍膜技術?
所謂真空鍍膜就是置待鍍材料和被鍍基板于真空室內,采用一定方法加熱待鍍材料,使之蒸發(fā)或升華,并飛行濺射到被鍍基板表面凝聚成膜的工藝。
在真空條件下成膜有很多優(yōu)點:可減少蒸發(fā)材料的原子、分子在飛向基板過程中于分子的碰撞,減少氣體中的活性分子和蒸發(fā)源材料間的化學反應(如氧化等),以及減少成膜過程中氣體分子進入薄膜中成為雜質的量,從而提供膜層的致密度、純度、沉積速率和與基板的附著力。通常真空蒸鍍要求成膜室內壓力等于或低于10-2Pa,對于蒸發(fā)源與基板距離較遠和薄膜質量要求很高的場合,則要求壓力更低。
真空鍍膜機工件除氣的必要性和真空鍍膜機分類介紹
真空狀態(tài)是支持真空鍍膜機運作的環(huán)境,特別是需要高真空度的設備,通常我們需要達到高真空度,抽氣系統(tǒng)的作用是功不可沒的,但除了抽氣系統(tǒng)外,在真空鍍膜設備運行的過程中,還有一點就是,工件的除氣。
有些工件它本身內部存在著很多的氣體、水分等,這些物質都會隨著設備加熱時被排放到真空室中,降低了真空度,更甚者,有些氣體帶有毒性成分,直接損害到真空室內部機械結構,造成設備不能正常運作。另外,正在鍍膜過程中,由于工件內氣體加熱膨脹,容易使已經鍍上的膜層裂開,當然這個情況出現(xiàn)的機率視工件本身物理性質有關,像塑料等容易膨脹的,機率就比較高,像金屬等硬質的,機率就比較低,但也不能忽視,因此工件的除氣是非常必要的。
通常我們使用的工件除氣方法是烘烤,通過加熱把工件內的氣體、水分排出,在鍍膜前,抽氣的同時,對工件進行加熱,當工件內水分和氣體由于加熱而放出后,隨著真空室內的氣體一起被真空泵抽出。
針對不同的工件采取不一樣的除氣措施,有效控制工件內部氣體與水分排放,提高鍍膜的穩(wěn)定性和均勻性。真空鍍膜機分類和適用范圍真空鍍膜機主要指一類需要在較高真空度下進行的鍍膜,具體包括很多種類,包括真空離子蒸發(fā),磁控濺射,MBE分子束外延,PLD激光濺射沉積等很多種。主要思路是分成蒸發(fā)和濺射兩種。
真空鍍膜機的維修方法介紹
一、當正在鍍膜時真空度突然下降:
1、蒸發(fā)源水路膠圈損環(huán)(更換膠圈)
2、坩堝被打穿(更換坩堝)
3、高壓電極密封處被擊穿(更換膠圈)
4、工轉動密封處膠圈損壞(更換膠圈)
5、預閥突然關閉可能是二位五通閥損壞(更換二位五通閥)
6、高閥突然關閉可能是二位五通閥損壞(更換二位五通閥)
7、機械泵停機可能是繼電器斷開(檢查繼電器是否工作正常)
8、烘烤引入線電極密封處被擊穿(更換膠圈)
9、擋板動密封處膠圈損壞(更換膠圈)
10、玻璃觀察視鏡出現(xiàn)裂紋、炸裂(更換玻璃)
二、長期工作的鍍膜機抽真空的時間很長且達不到工作真空、恢復真空、極限真空、保真空:
1、蒸發(fā)室有很多粉塵(應清冼)
2、擴散泵很久未換油(應清冼換油)
3、前級泵反壓強太大機械泵真空度太低(應清冼換油)
4、各動密封膠圈損壞(更換膠圈)
5、由于蒸發(fā)室長期溫度過高使其各密封膠圈老化(更換膠圈)
6、蒸發(fā)室各引入水路密封處是否有膠圈損壞(更換膠圈)
7、各引入座螺釘、螺母有無松動現(xiàn)象(重新壓緊)
8、高低預閥是否密封可靠(注油)
真空鍍膜機真空室形變帶來的影響
為盡量減小真空鍍膜機真空室形變帶來的影響,我們將導軌、絲桿等傳動件固定于一個剛性的中間層上,其與真空室底壁之間采用點、線、面活性支撐,以吸收和隔離形變,并設置形變補償調節(jié)機構,在系統(tǒng)抽真空之前,參照有限元計算提供的理論數據預設適當的補償量,以使其在真空狀態(tài)下達到平衡。
為了驗證有限元計算的結果,對真空室的形變和補償進行了測試。首先,將四只千分表定位在工作臺安裝基點的真空壁外側,當真空室由大氣抽到真空時,記錄各千分表的變化量,經處理后為用激光自準直儀調整設備形變補償。
由水平調整的自準直儀發(fā)出一束激光穿過真空室的玻璃窗照射固定于工作臺上的反射鏡,在大氣環(huán)境下調整設備形變補償調節(jié)機構,使反射光束進入自準直儀接收視場,記錄兩維角度偏差。
按有限元計算的真空狀態(tài)下的補償量再次調整,顯然,此時的反射光束已遠離自準直儀接收視場,但一旦真空室進入真空狀態(tài),反射光束又重新進入自準直儀的接收視場,記錄此時的兩維角度偏差。前后兩次顯示的兩維角度偏差基本吻合。
工作臺運動副的潤滑及對真空環(huán)境的影響工作臺的掃描是處于真空室環(huán)境下的頻繁運動,除用滾動代替滑動來降低摩擦系數外,在導軌、絲桿等運動副之間采取良好的潤滑是保證刻蝕裝置長時間正常運行的必要條件。
真空中的潤滑的方式通常有鍍固體潤滑膜和直接使用潤滑劑等鍍膜容易破壞導軌的運動精度,且工藝復雜。
為此,我們測試了一種市場商品――二硫化鉬潤滑劑的潤滑效果,將該潤滑劑直接噴涂在運動副表面,并用四極質譜儀分析了該潤滑劑在真空中揮發(fā)出的氣體的主要成分。