真空鍍膜中常用的方法有真空蒸發(fā)和離子濺射。真空蒸發(fā)鍍膜是在真空度不低于10-2Pa的環(huán)境中,用電阻加熱或電子束和激光轟擊等方法把要蒸發(fā)的材料加熱到一定溫度,使材料中分子或原子的熱振動能量超過表面的束縛能,從而使大量分子或原子蒸發(fā)或升華,并直接沉淀在基片上形成薄膜。離子濺射鍍膜是利用氣體放電產(chǎn)生的正離子在電場的作用下的高速運動轟擊作為陰極的靶,使靶材中的原子或分子逸出來而沉淀到被鍍工件的表面,形成所需要的薄膜。
真空蒸發(fā)鍍膜常用的是電阻加熱法,其優(yōu)點是加熱源的結構簡單,造價低廉,操作方便;缺點是不適用于難熔金屬和耐高溫的介質材料。電子束加熱和激光加熱則能克服電阻加熱的缺點。電子束加熱上利用聚焦電子束直接對被轟擊材料加熱,電子束的動能變成熱能,使材料蒸發(fā)。激光加熱是利用大功率的激光作為加熱源,但由于大功率激光器的造價很高,目前只能在少數(shù)研究性實驗室中使用。
濺射技術與真空蒸發(fā)技術有所不同。“濺射”是指荷能粒子轟擊固體表面(靶),使固體原子或分子從表面射出的現(xiàn)象。射出的粒子大多呈原子狀態(tài),常稱為濺射原子。用于轟擊靶的濺射粒子可以是電子,離子或中性粒子,因為離子在電場下易于加速獲得所需要動能,因此大都采用離子作為轟擊粒子。濺射過程建立在輝光放電的基礎上,即濺射離子都來源于氣體放電。不同的濺射技術所采用的輝光放電方式有所不同。直流二極濺射利用的是直流輝光放電;三極濺射是利用熱陰極支持的輝光放電;射頻濺射是利用射頻輝光放電;磁控濺射是利用環(huán)狀磁場控制下的輝光放電。濺射鍍膜與真空蒸發(fā)鍍膜相比,有許多優(yōu)點。如任何物質均可以濺射,尤其是高熔點,低蒸氣壓的元素和化合物;濺射膜與基板之間的附著性好;薄膜密度高;膜厚可控制和重復性好等。缺點是設備比較復雜,需要高壓裝置。此外,將蒸發(fā)法與濺射法相結合,即為離子鍍。這種方法的優(yōu)點是得到的膜與基板間有極強的附著力,有較高的沉積速率,膜的密度高。
真空鍍鋁膜裝在真空蒸鍍機中,用真空泵抽真空,使鍍膜中的真空度達到1.3×10-2~1.3×10-3Pa,加熱坩鍋使高純度的鋁絲在1200℃~1400℃的溫度下溶化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁。氣態(tài)鋁微粒在移動的薄膜基材表面沉積、經(jīng)冷卻還原即形成一層連續(xù)而光亮的金屬鋁層。通過控制金屬鋁的蒸發(fā)速度、薄膜基材的移動速度以及鍍膜室的真空度等來控制鍍鋁層的厚度,一般鍍鋁層厚度在25~500nm,鍍鋁薄膜的寬度為800mm~2000mm。
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