为什么离子镀和离子溅射沉积的效果好 离子溅射镀膜原理

2024-11-25 14:22:55 来源:天气频道

导语:为什么离子镀和离子溅射沉积的效果好?离子镀和离子溅射沉积之所以效果好,主要得益于其独特的工艺特性和沉积机制,离子镀通过利用高能离子轰击靶材表面,使靶材原子或分子获得足够的能量脱离表面并形成蒸汽,随后这些蒸汽离子在电场的作用下,被加速并直接沉积到基材表面,这种过程不仅保证了镀层与基材之间的紧密结合,还使得镀层具有优异的物理和化学性能,下面就去看看离子溅射镀膜原理吧!

为什么离子镀和离子溅射沉积的效果好

电场

在离子镀和离子溅射沉积这两种方法中都利用了离子束的作用。这可以得到两方面的好处,一方面,在沉积之前,先用工作气体离子轰击(在电场作用下)工件表面,可以清除表面的有害化合物和表面缺陷,另一方面,涂层元素以离子形式在电场作用下以更大的速度向工件表面沉积,这些都有利于改善表面涂层和工件表面的结合性能。这就是为什么离子镀和离子溅射沉积的表面涂层效果明显好于真空镀膜的缘故。

离子溅射镀膜原理

离子溅射镀膜原理是利用高能离子轰击材料表面,使其原子或分子从材料表面蒸发并沉积在基底上形成薄膜的过程。这一过程主要采用离子束轰击或高能电子轰击材料表面,将材料表面原子或分子从材料表面剥离,并通过气体激励或推动至基底处,形成薄膜。离子溅射镀膜的原理是靠电弧等离子体对材料产生高能离子轰击材料表面,使得材料表面原子或分子蒸发并沉积在基底上形成薄膜。

离子溅射镀膜可分为直接溅射和反应溅射两种方式,直接溅射通过高能离子轰击靶材表面,使表面原子或分子脱离靶材,并在基底表面沉积形成薄膜;反应溅射则是在离子轰击过程中,离子与气体或基底表面原子发生反应,形成新的化合物沉积在基底表面。

离子溅射镀膜是在部分真空的溅射室中辉光放电,产生正的气体离子;在阴极(靶)和阳极(试样)间电压的加速作用下,荷正电的离子轰击阴极表面,使阴极表面材料原子化;形成的中性原子,从各个方向溅出,射落到试样的表面,于是在试样表面上形成一层均匀的薄膜。

电体

离子镀和溅射区别

离子镀和溅射是两种不同的镀膜技术,它们的主要区别在于镀膜的过程和特点。

离子镀:

离子镀是一种利用气体放电使气体或被蒸发物质部分电离,并在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下,将蒸发物质或其反应物沉积在基片上的方法。

离子镀的特点包括:膜基结合牢固,膜层致密,适用于各种金属、合金以及某些合成材料、绝缘材料、热敏材料和高熔点材料的镀覆。

离子镀的缺点包括:基板必需是导电材料,并且镀膜时基板的温度会升高到摄氏几百度,这些缺点使离子镀的应用受到很大的限制。

溅射:

溅射是一种利用带电荷的阳离子在电场中加速后达到一定的动能特点,将离子引向预被溅镀的物质制成的靶材电极(阴极),通过动量的转移,将靶材原子溅射出来,并沉积在基片上的方法。

溅射的特点包括:镀料粒子能量高,较高的能量有利于膜-基结合,适合镀制纯金属膜和合金膜。溅射产生的原子沉积在基体表面成膜,通常是利用气体放电产生气体电离,其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶体,击出阴极靶体原子或分子,飞向被镀基体表面沉积成薄膜。

溅射的优点包括:镀膜粘附性好,适合制备薄膜材料。

总结来说,离子镀和溅射的主要区别在于它们的镀膜技术和特点。离子镀利用高能离子轰击工件表面,使大量的电能在工件表面转换成热能,从而促进了表层组织的扩散作用和化学反应,而溅射则是通过离子与靶材原子间的动能/动量传递,将靶材溅射出来并沉积在基片上。