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玻璃离子镀膜法 玻璃加工工艺

发布时间:2016/7/2

离子镀是一种结合蒸发法和溅射法的综合镀 膜技术,是在真空条件下,利用气体放电使气体电 离或使被蒸发物质离子化,在气体离子或被蒸发物 质的离子轰击作用的同时,把蒸发物质或其反应物 蒸镀在基片上。由于这一方法同时采用了蒸发和溅 射两种手段,因而从装置的结构上,可认为就是由 直流二极溅射和电子束蒸镀两部分结合而成。值得注意的是,与溅射镀膜不同,离 子镀的基片处于阴极,而膜材则位于阳极。

在沉积薄膜之前,先将镀膜室内抽真空至 <10-4Pa,然后再充入1CT1〜l.OPa的Ar气在

阴阳两极之间施加一定的电压,此时基片相对蒸发源加上的是负高压(一 1〜一5kV),使气体在 低压下产生辉光放电,形成等离子体;离子在2〜5kV的电压下对作为阴极的基片进行轰击,起 到了对基片表面清理、除去表面污染物的作用。接着在不间断离子轰击的情况下开始蒸发沉积过 程,蒸发源蒸发出来的粒子将与等离子体发生相互作用。由于惰性气体Ar的电离能比蒸发元素 原子的电离能更高,因此,在等离子体内将会发生Ar粒子与蒸发原子之间的电荷交换、蒸发原 子发生部分电离的过程,含有相当数量离子的蒸发物质在两极之间加速,并带着相应的能量轰击 基片表面,在沉积层开始形成以后,离子轰击和溅射的过程可以持续下去,也可以周期性地进行 下去。由此可见,只有当沉积作用大于溅射剥离作用时才能制备出薄膜。若利用02、N2、CH, 等气体产生等离子体,则可以沉积出相应的化合物薄膜。产生辉光放电等离子体的方法既可以是 直流的,也可以是射频的。

离子镀可用于镀金属,如Au、Ag、Cu;氧化物,如SiO2、Ti02;氟化物,如MgF2、A1F3 ; 硫化物,如ZnS;氮化物,如TiN;硼化物及其混合物膜等。此法既可镀单层膜,也可镀多层 膜系。

离子镀的特点: ,

①镀膜过程中,由于粒子轰击玻璃表面,使得表面洁净度高,薄膜附着力强,膜层不易脱落;

②绕射性能好(膜材粒子散射在基片周围,被电离膜材也将在电场的作用下沉积在基片 上),对复杂形状的玻璃制品可镀上相对均匀的膜层,适合于玻璃艺术品;

③膜层结构致密,质量高,并且可镀厚膜(几十纳米到数微米); _

④可镀膜层材料广泛,不仅基片可以是金属或非金属,膜层也可以是金属或非金属材料;

⑤沉积速率高,成膜速度快,可达到1〜5(Vm/min,而一般阴极溅射法成膜速度只有

0. 01 〜lpm/min;

⑥对环境污染小。

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