Методы термического испарения - Физика и энергетика реферат

Главная

Физика и энергетика
Методы термического испарения

Этапы процесса термического напыления в вакууме. Резистивное термическое испарение в вакууме. Конденсация паров на подложке и образование пленочной структуры. Испарители с косвенным резистивным нагревом. Обеспечение равномерности толщины пленки.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

на тему: "Методы термического испарения"
Давление паров при температуре плавления,
Температура испарения при давлении паров 10 -2 мм рт. ст.
Скорость испарения 10 -4 , г/ (см 2 *сек)
Резистивным нагревом называют нагрев электропроводящего тела, обладающего высоким электрическим сопротивлением при прохождении через него электрического тока.
Достоинства резистивного нагрева - высокий КПД, низкая стоимость оборудования, безопасность в работе и малые габаритные размеры. Факторами, ограничивающими применение испарителей с резистивным нагревом являются возможность загрязнения наносимой пленки материалом нагревателя, а также
малый ресурс работы из-за старения (разрушения) нагревателя, что требует его периодической замены.
Испарители этого типа различных конструктивных вариантов могут быть с непосредственным или с косвенным нагревом испаряемого вещества.
Материалы, используемые для изготовления испарителей, должны отвечать следующим требованиям:
1) испаряемость материала испарителя при температуре испаряемого вещества должна быть пренебрежимо малой;
2) для хорошего теплового контакта материал испарителя должен хорошо смачиваться расплавленным испаряемым веществом;
3) между материалом испарителя и испаряемым веществом не должны происходить никакие химические реакции, так как это приводит к загрязнению наносимых пленок и разрушению испарителей.
В испарителях с непосредственным нагревом ток в несколько десятков ампер проходит непосредственно через испаряемый материал. Такой метод испарения может быть применен только для сублимирующихся материалов, т.е. металлов, температура плавления которых выше температуры испарения
Основное достоинство этих испарителей - отсутствие теплового контакта между их нагретыми элементами и испаряемым металлом, что обеспечивает высокую чистоту наносимой пленки. Однако они обеспечивают низкую скорость испарения, дают возможность испарять малое количество материала, который может быть использован только в виде ленты или проволоки, а также не позволяет испарять диэлектрики и большинство металлов.
Испарители с косвенным резистивным нагревом
Испарители с косвенным нагревом, в которых испаряемое вещество нагревается за счет теплопередачи от нагревателя, более универсальны, так как позволяют испарять проводящие и непроводящие материалы в виде порошка, гранул, проволоки, ленты и др. Но при этом из-за контакта с нагретыми частями испарителя, а также из-за испарения материала подогревателя осаждаются менее чистые пленки. Так как форма испарителя с косвенным нагревом зависит от агрегатного состояния, в котором находится испаряемый материал, то их подразделяют на проволочные, ленточные и тигельные.
Рис 2. Проволочный испаритель косвенною нагрева а) с цилиндрической проволочной спиралью I-отогнутый конец спирали.2 - цилиндрическая спираль, 3 - испаряемый материал, б) с конической проволочной спиралью: 4 - зажим токопровода, 5,7 - цилиндрический тепловой и ограничивающий экраны, 6 - коническая спираль, в) с параллельным расположением проволочных нагревателей
Проволочные испарители применяют для испарения веществ, которые смачивают материал нагревателя. При этом расплавленное вещество силами поверхностного натяжения удерживается в виде капли проволочном нагревателе. Проволочные испарители изготовляются V-XV-образной формы, а также спирале - и волнообразной.
Проволочный испаритель простейшей конструкции (рис.2. а) используют для нанесения пленок алюминия, который хорошо смачивает вольфрамовый проволочный нагреватель - цилиндрическую проволочную спираль 2. Испаряемое вещество в виде скобочек 3 навешивают на спираль, которую отогнутыми концами 1 вставляют в контактные зажимы. По мере нагрева это вещество плавится и формируется на проволоке в виде капель.
При плохой смачиваемости испаряемого вещества, а также для испарения навесок в форме гранул или кусочков применяют испарители в виде конической проволочной спирали 6 (рис.2,6), закрепляемой на зажимах 4 токопровода. Спираль окружена цилиндрическим тепловым экраном 5, а снизу размещается ограничивающий экран 7.
Существенным достоинством проволочных испарителей является простота конструкции и возможность модификации под конкретные технологические условия. Кроме того, они хорошо компенсируют расширение и сжатие при нагреве и охлаждении. Недостаток - малое количество испаряемого за один процесс материала.
Рис. 3. Ленточные испаригели косвенного нагрева а) с углублением в виде полусферы, 6) лодочного типа
Ленточные испарители применяются для испарения металлов, плохо удерживающихся на проволочных испарителях, а также диэлектриков и изготавливаются с углублениями в виде полусфер, желобков, коробочек или лодочек. Наиболее распространенными материалами для таких испарителей является фольга толщиной 0,1 - 0,3 мм из вольфрама, молибдена и тантала. Испаритель с углублением в виде полусферы, предназначенный для испарения относительно малых количеств вещества, показан на рис.3. а. Испарители лодочного типа (рис.3,6) предназначены для испарения относительно больших количеств вещества.
Рнс. 4. Испаритель косвенного нагрева коробчатого типа I - коробочка, 2 - поток паров наносимого вещества, 3 - экран, 4 - пары испаряемого вещества, 5 - испаряемое вещество
Если для металлов благодаря их высокой теплопроводности испарение в вакууме есть явление поверхностное, то для таких неметаллических веществ плохой теплопроводности, как диэлектрики, существует большая вероятность их разбрызгивания при форсированном испарении. В этих случаях применяют испарители коробчатого типа (рис.4), выполненные из ленты толщиной 0,1 мм в виде коробочки 1, в которую засыпают испаряемое вещество 5. Сверху коробочка закрывается однослойным или двухслойным экраном 3 с отверстиями, через которые проходят пары 4 наносимого материала.
Рис. 5. Испарители прямого нагрева с тиглями с внутренним (а) и внешним (б) спиральными нагревателями 1 спираль, 2 тигель
Тигельные испарители используют, как правило, для испарения больших количеств сыпучих диэлектрических материалов. Тигли изготавливают из тугоплавких металлов, кварца, графита, а также керамических материалов (нитрида бора, оксида алюминия корунда). Максимально допустимая температура кварца составляет
1400°С, графита 3000°С, оксида алюминия 1600°С. Два типа испарителей с тиглями из керамики показаны на рис.5 а, б. в испарителе первого типа нагреватель в виде плоской улиткообразный спирали 1 располагается в полости керамического тигля 2, куда насыпается испаряемый материал. Такой испаритель позволяет испарять с высокими скоростями большое количество вещества. В испарителе второго типа нагреватель в виде конусообразной спирали I расположен с внешней стороны керамического тигля 2.
При равной мощности питания первый испаритель нагревается до более высокой температуры, чем второй. Однако достоинством второю является отсутствие контакта испаряемого материала со спиральным нагревателем. Эксплуатационным недостатком тигельных испарителей является то, что они инерционны, так как малая теплопроводность материала, из которого изготовляют тигель, не обеспечивает быстрого нагрева испаряемого вещества.
Рис. 6. Электронно-лучевой испаритель 1 - полюсной наконечник, 2 - электромагнит, 1 - водоохладительный тигель, 4 - испаряемый материал, 6 - термокатод, 7 - фокусирующая система, 8 электромагнитный луч, 9 - тонкая пленка, 10 - подложка
Испарители с электронно-лучевым нагревом основаны на том, что кинетическая энергия потока ускоренных электронов при бомбардировке ими поверхности вещества превращается в тепловую энергию, в результате чего оно нагревается до температуры испарения.
Электронно-лучевой испаритель (рис.6) состоит из трех основных частей: электронной пушки, отклоняющей системы и водоохлаждаемого тигля. Электронная пушка предназначена для формирования потока электронов и состоит из вольфрамового термокатода 6 и фокусирующей системы 7. Электроны, эмитируемые катодом, проходят фокусирующую систему, ускоряются за счет разности потенциалов между катодом и анодом (до 10 кВ) и формируются в электронный луч 8.
Отклоняющая система предназначена для создания магнитного поля, перпендикулярного направлению скорости движения электронов, выходящих из фокусирующей системы пушки, и состоит из полюсных наконечников 1 и электромагнита 2. Между полюсными наконечниками расположены водоохлаждаемый тигель 3 и электронная пушка. Отклоняя электронный луч магнитным полем, его направляют в центральную часть водоохлаждаемого тигля 3. В месте падения луча создается локальная зона испарения вещества из жидкой фазы. Нагретый электронной бомбардировкой материал 4 испаряется, поток 5 осаждается в виде тонкой пленки 9 на подложке 10. Изменяя ток в катушке электромагнита 2, можно сканировать лучом вдоль тигля, что предотвращает образование "кратера" в испаряемом материале.
Медные водоохлаждаемые тигли емкостью 50 см и более обеспечивают длительную непрерывную работу без добавки испаряемого материала, который, кроме того, не контактирует в расплавленном виде с медными стенками тигля.
Недостатки этих испарителей - сложность аппаратуры питания и управления, трудность испарения металлов высокой теплопроводности (медь, алюминий, серебро, золото) из водоохлаждаемого тигля, необходимость частой замены катода, а также питания высокими напряжениями.
Процесс нанесения тонких пленок в вакууме. Метод термического испарения. Области давления газов, соответствующие различному вакууму и средняя длина свободного пути молекул. Основные виды насосов, их параметры и характеристика. Средства измерения вакуума. реферат [18,3 K], добавлен 14.06.2011
Анализ методов термического и электроразрядного распыления в газовых и жидких средах для формирования наноразмерных частиц ZnO. Для реализации метода термического испарения использовалась трубчатая графитовая печь, нагреваемая по специальной программе. реферат [197,0 K], добавлен 25.06.2010
Коэффициент термического расширения, формулы. Фазовые переходы первого и второго рода в термодинамике. Плавление и кристаллизация, испарение и конденсация, сублимация и десублимация. График зависимости изменения объема воды от температуры и времени. лабораторная работа [402,2 K], добавлен 22.09.2013
Кристаллы в форме нитей и волокон, встречающиеся в природе. Определение инкубационного периода и механизма роста кристаллитов фуллерита в пленках олово – фуллерит. Получение пленок методом термического испарения в вакууме, их гранулированная структура. реферат [9,6 M], добавлен 25.06.2010
Повышение стойкости металлических поверхностей к коррозионным процессам. Применение метода конденсации вещества в вакууме с ионной бомбардировкой. Конденсация веществ из плазмы в остаточной атмосфере азота при совмещении плазменных потоков металлов. реферат [2,0 M], добавлен 26.06.2010
Вакуум - состояние газа при давлении меньше атмосферного. Поток электронов в вакууме как разновидность электрического тока. Явление термоэлектронной эмиссии, его применение. Вакуумный диод (двухэлектродная лампа). Вольтамперная характеристика диода. реферат [187,2 K], добавлен 24.10.2008
Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие электрических зарядов в вакууме, закон Кулона. Сложение электростатических полей, принцип суперпозиции. Электростатическое поле диполя, взаимодействие диполей. Напряженность электростатического поля. презентация [3,2 M], добавлен 13.02.2016
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Методы термического испарения реферат. Физика и энергетика.
Курсовая работа по теме "Розу Гафиза я бережно вставил в вазу Прюдома..."
Курсовая работа по теме Эндоскопия пищевода и желудка
Дипломная работа по теме Избранные теоремы геометрии тетраэдра
Реферат: College Drinking Essay Research Paper College DrinkingCollege
Курсовая работа по теме Выбор и расчет защит трансформатора тока
Курсовая работа: Оценка эффективности управления персоналом. Скачать бесплатно и без регистрации
Эссе Почему Я Выбрал Медицину
Реферат: Историческое развитие области трудового законодательства в России. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Продовольственная безопасность
Доклад по теме Боевая легенда тайского бокса
Входная Контрольная Работа По Чтению 4
Контрольная работа по теме Індикатори стану функціональної складової соціально-економічної безпеки України
Кеңесші Психолог Тақырыбындағы Эссе
Написать Сочинение Рассуждение Как Появляются Новые Слова
Мини Сочинение Осенняя Зарисовка
Курсовая Работа На Тему Женщины В Религии Востока
X Реферат
Реферат По Истории На Тему Эпоха Возрождения
4 Егэ Сочинение
Реферат по теме Планирование временных режимов труда и отдыха оператора
Французская Канада в годы Первой мировой войны - История и исторические личности дипломная работа
Организация обслуживания в торговом зале - Кулинария и продукты питания отчет по практике
Почвы и растительность Евразии - География и экономическая география реферат