实验3 真空蒸发镀膜实验
蒸发镀膜实验报告
蒸发镀膜实验报告蒸发镀膜实验报告引言：蒸发镀膜是一种常用的表面处理方法，通过将材料加热至蒸发温度，使其蒸发成气体，然后在待处理物体表面冷凝成薄膜。
本实验旨在探究蒸发镀膜的原理、过程以及对材料性能的影响。
一、实验原理蒸发镀膜的原理基于材料的蒸发和冷凝过程。
首先，将待处理的材料放置在真空室中，加热至蒸发温度。
材料表面的原子或分子因为热能而脱离固体状态，形成蒸气。
然后，这些蒸气在真空室中沉积在待处理物体表面，形成一层薄膜。
二、实验步骤1. 准备实验装置：将待处理物体放置在真空室中，确保真空度达到要求。
2. 加热材料：将待处理材料加热至蒸发温度，使其蒸发成气体。
3. 冷凝蒸气：将蒸发的材料蒸气冷凝在待处理物体表面，形成薄膜。
4. 观察和记录：观察薄膜的颜色、光泽等特征，并记录实验数据。
三、实验结果在实验中，我们选择了铝作为待处理材料，并将其加热至蒸发温度。
经过一段时间的蒸发和冷凝过程，我们成功地在待处理物体表面形成了一层铝薄膜。
观察薄膜的颜色和光泽，可以发现它呈现出银白色，并具有良好的反射性能。
四、实验讨论1. 材料选择：蒸发镀膜的材料选择对薄膜的性能有重要影响。
不同的材料具有不同的光学、电学、热学等性质，因此在实际应用中需要根据需求选择适合的材料。
2. 加热温度：加热温度是蒸发镀膜过程中的重要参数。
温度过低可能导致材料无法蒸发，温度过高则可能使材料过度蒸发，影响薄膜的质量。
因此，在实验中需要控制好加热温度。
3. 薄膜性能：蒸发镀膜的薄膜具有一定的光学性能，如反射率、透过率等。
这些性能可以通过调整蒸发镀膜的参数来实现，例如材料的厚度、蒸发速率等。
五、实验应用蒸发镀膜技术在实际应用中具有广泛的用途。
例如，它可以用于制备光学镜片、太阳能电池、液晶显示器等。
蒸发镀膜可以改善材料的表面性能，提高其光学、电学等性能，从而拓展了材料的应用领域。
六、实验总结通过本次蒸发镀膜实验，我们深入了解了蒸发镀膜的原理和过程，并探究了不同参数对薄膜性能的影响。
真空蒸发镀膜实验报告
真空蒸发镀膜实验报告真空蒸发镀膜实验报告引言：镀膜技术是一种常用的表面处理方法，它可以提高材料的光学、电学、磁学等性能。
在镀膜技术中，真空蒸发镀膜是一种常见的方法。
本实验旨在通过真空蒸发镀膜实验，探究其原理和应用。
一、实验原理真空蒸发镀膜是利用物质在真空环境下的蒸发和沉积过程，将所需材料以原子或分子形式沉积在基材表面，形成一层薄膜。
在真空环境下，物质的蒸发速度与环境压力成反比，因此通过调节真空度可以控制蒸发速度，从而控制薄膜的厚度。
二、实验步骤1. 准备实验装置：将真空蒸发镀膜装置连接至真空泵，确保系统处于良好的真空状态。
2. 准备基材：清洗基材表面，确保表面干净无尘。
3. 准备镀膜材料：选择合适的镀膜材料，将其切割成适当大小的块状。
4. 蒸发源安装：将镀膜材料放置在蒸发源中，将蒸发源安装至真空腔室内。
5. 开始蒸发：打开真空泵，开始抽真空，待真空度达到要求后，打开蒸发源，开始蒸发镀膜。
6. 控制薄膜厚度：根据需要的薄膜厚度，调节蒸发源的功率和蒸发时间。
7. 结束蒸发：薄膜蒸发完成后，关闭蒸发源和真空泵，将装置恢复到常压状态。
8. 检查膜层质量：使用显微镜或其他测试设备检查膜层的均匀性和质量。
三、实验结果通过本次实验，我们成功制备了一层金属薄膜。
经过显微镜观察，我们发现薄膜均匀且质量良好。
通过测量，我们得到了薄膜的厚度为300纳米。
四、实验讨论1. 蒸发源选择：在真空蒸发镀膜实验中，蒸发源的选择对薄膜的质量和性能起着重要作用。
不同的材料具有不同的蒸发特性，因此在实验前需要仔细选择合适的蒸发源。
2. 控制薄膜厚度：薄膜的厚度直接影响其光学和电学性能。
在实验中，我们通过调节蒸发源功率和蒸发时间来控制薄膜的厚度。
在实际应用中，可以通过监测蒸发速率和实时测量薄膜厚度来实现更精确的控制。
3. 薄膜质量检查：薄膜的均匀性和质量是评价镀膜效果的重要指标。
在实验中，我们使用显微镜观察薄膜表面，确保其均匀性。
在实际应用中，还可以使用光学测试仪器、电学测试仪器等进行更详细的检测。
真空镀膜实验报告
真空镀膜实验报告真空镀膜实验报告摘要：本实验在获得真空环境的基础上，在真空室内进⾏镀膜。
在实验中需要复习获得真空的步骤和注意事项，学会使⽤蒸发镀膜设备，和在玻璃上镀锡的操作⽅法。
关键词：真空镀膜蒸发镀膜引⾔：真空镀膜⼜叫物理⽓相沉积，它是利⽤某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到粒⼦束轰击时物质表⾯原⼦的溅射等现象，实现物质从源物质到薄膜的可控的原⼦转移过程。
物理⽓相沉积技术中最为基础的两种⽅法就是蒸发法和溅射法。
在薄膜沉积技术发展的最初阶段，由于蒸发法相对于溅射法具有⼀些明显的优势，包括较⾼的沉积速度，相对较⾼的真空度以及由此导致的较⾼的薄膜质量等，因此蒸发法受到了相对教⼤程度的重视。
但另⼀⽅⾯，溅射法也有⾃⼰的优势，包括在沉积多元合⾦薄膜时化学成分容易控制，沉积层对衬底的附着⼒较好等。
真空镀膜的操作是将固体材料置于真空室内，在真空条件下，将固体材料加热蒸发，蒸发出来的原⼦或分⼦能⾃由地弥布到容器的器壁上。
当把⼀些加⼯好的基板材料放在其中时，蒸发出来的原⼦或分⼦就会吸附在基板上逐渐形成⼀层薄膜。
正⽂：⼀、实验原理1、真空泵简介（1）机械泵机械泵通过不断改变泵内吸⽓空腔的容积，使被抽容器内⽓体的体积不断膨胀压缩从⽽获得真空，常⽤的是旋⽚式机械泵。
它主要由定⼦、转⼦、旋⽚、弹簧等组成。
机械泵的极限真空度为Pa 110 ，它主要由机械泵油的饱和蒸汽压和泵的机械加⼯精度决定的。
当达到极限真空度时，抽⽓和漏⽓的速度相等，真空度不再变化。
如果将两个机械泵组合起来，可以将真空度提⾼⼀个数量级。
旋⽚式机械泵使⽤注意：1）检查油槽中油液⾯的⾼度是否符合规定，机械泵转⼦的转动⽅向与规定⽅向是否⼀致；2）机械泵停⽌⼯作时，要⽴即使进⽓⼝与⼤⽓相通，防⽌回油现象。
这步由机械泵上的电磁阀⾃动进⾏。
3）机械泵不宜⼯作过长，否则会影响使⽤寿命。
（2）扩散泵扩散泵利⽤⽓体扩散现象来抽⽓的。
利⽤⾼速定向喷射的油分⼦在喷嘴出⼝处的蒸汽流中形成⼀低压，将扩散进⼊蒸汽流的⽓体分⼦带⾄泵⼝被前级泵抽⾛。
真空镀膜实验操作步骤
真空镀膜本实验应用真空蒸发的方法：即在真空中把制作薄膜的材料加热蒸发，使其淀积在适当的表面上来获得一质量优良的金属膜。
●真空镀膜机真空镀膜机结构图●蒸发系统蒸发系统蒸发源蒸发源的形状如下图，大致有螺旋式(a)、篮式(b)、发叉式(c)和浅舟式(d)等。
蒸发源真空蒸发实验的具体操作步骤：1. 检查真空镀膜机及复合真空计上各开关，并它们全部置在“关”的位置（特别是复合真空计上的规管电源一定要置在“关”的位置）；2. 接通真空镀膜机总电源，再把钟罩操作旋钮拨至“钟罩升”，等钟罩升至适当位置后拨至“关”；3. 把制作薄膜的铝材处理后放置在蒸发源的适当位置，再用挡板挡住蒸发源；把经清洗、干燥处理后的玻璃片放置在工作架的适当位置；然后把钟罩操作旋钮拨至“钟罩降”使钟罩降至最低位置后拨至“关”；4. 接通复合真空计电源，校准“测量2”的加热电流为98 mA，然后旋钮旋到“测量2”；5. 接通真空镀膜机冷却水源，再接通真空镀膜机的“机械泵及扩散泵”电源，“拉”低阀，用“测量2”监测钟罩内的气压变化，记录相应的P（t）～t 曲线，直到钟罩内的气压值下降为5Pa后，“推”低阀，改用“测量1”监测系统内的气压变化（确认“测量1”的加热电流为98 mA），直到系统内的气压值为5Pa时，“开”高阀；6. 再次采用“测量2”监测钟罩内的气压变化，记录相应的P（t）～t 曲线，直到钟罩内的气压值为0.1Pa后，接通复合真空计上的规管电源，启用电离规管对钟罩内的气压变化进行监测并记录相应的P（t）～t 曲线，直到钟罩内的气压值下降为0.015Pa 以下；7. 用电源插销接通所选用的蒸发源“电极”，再接通“烘烤、蒸发”电源，调节其电流强度为30 A并维持约1分钟，移开挡板，继续增大电流至45A并维持30秒，然后把电流强度调节为零，同时关闭复合真空计上的规管电源！！！8. 在进行抽气10分钟后，“关”高阀，“机械泵及扩散泵”改接为“机械泵”；9. 机械泵继续开动，水源不关，开风扇吹扩散泵……30分钟后接通“充气阀”对钟罩内“充气”，待充气完成后升钟罩，取出镀膜片；10. 再经半小时后关机械泵、水源及总电源。
真空蒸发镀膜蒸镀
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2. 残余气体对制膜旳影响
（1）残余气体旳蒸发速率Ng： N g 3.5131022
g Pg
M gTg
(13)
（2）到达基片旳气体分子与蒸气分子之比(面源)：
N g Pg Nd P
MT
r 2
Pg K
M gTg Acos cos P
(14) （ g）
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（2）电子束加热蒸发源 电子束集中轰击膜料旳一部分而进行加热旳措施。
图8.2.5 电子束加热蒸发源
电子束加热蒸发源由： 阴极、加速电极、阳极 （膜料）构成。
还有高频加热蒸发源、 激光蒸发源等。
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优点:
（1）能够直接对蒸发材料加热； （2）装蒸发料旳容器能够是冷旳或者用水冷却，从而 可防止
点e
4 r
cos 2
m cos 4 r 2
（7）
小型平面蒸发源： m cos cos t r 2
令： cos cos h / r h /
h2 x2 ，
在x=0处：cos=cos=1
m
∴ t0 4 h2 (点源) (9)
m
t0 h2
（8） (面源) (10)
(1/cm2·s)
(5)
小型圆平面源：
Nd
AN e
cos r 2
cos
(1/cm2·s)
(6)
β、θ为蒸气入射方向分别与蒸刊 登面和接受表面法向旳夹角 。
图8.2.3 、角旳意义
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（4）蒸发制膜旳厚度
∵τ时间内，蒸发材料旳总量：m =ANe，密度：
真空蒸发法制备薄膜及其应用研究
真空蒸发法制备薄膜及其应用研究随着科技的不断进步和人们对产品性能的不断追求，薄膜技术变得越来越重要。
薄膜技术广泛应用于光学、电子、信息、生物医学等领域。
其中，薄膜的制备技术对其性能起着至关重要的作用。
而真空蒸发法作为一种制备薄膜的重要方法，在各领域得到了广泛的应用。
一、真空蒸发法的基本原理与步骤真空蒸发法是一种将固体材料转化为气态，进而在具有真空的环境下将其沉积在基底上的方法。
其基本原理是将被蒸发物质加热到其熔点以上时，它会转化为气态分子，这些气态分子被吸附在沉积表面上，然后形成一层薄膜。
真空蒸发法首先需要将蒸发物置于真空环境中，随后加热蒸气源，使其产生致密的蒸气流，经过准备好的控制装置，在基底上蒸发沉积。
二、真空蒸发法的特点与区别相较于其它薄膜制备技术，真空蒸发法具有一定的优点。
首先，由于真空状况下外界氧、氮等元素会被排除在外，从而避免了产生氧化物的情况，保证薄膜的纯度和力学性能。
其次，由于真空情况下，被蒸发的物质分子平均自由程长、扩散系数大，从而使蒸气源可以在基板表面形成较厚、致密、薄膜质量好，晶粒小、层间有极好的结合能力。
因此，真空蒸发法被广泛用于LED、太阳电池、热敏电阻、透明导电薄膜等领域。
与溅射法、离子束沉积法相比，真空蒸发法主要区别在于蒸气的产生方式。
溅射法是利用高速粒子轰击固体材料使其气化；离子束沉积法是使用高功率离子轰击沉积片，将目标物质微米尺度分解并沉积。
真空蒸发法在产生蒸气的分子时，通常采用加热方式，将固体加热到升华或熔点以上，使其氧化并蒸发。
三、真空蒸发法在中性分子束法中的应用中性分子束法技术是一种自下至上的纳米加工技术，特别用于控制制备金属、半导体、氧化物、纳米材料等。
在这种技术中，中性分子束法技术充分利用了真空蒸发法的制备特点，在真空环境下蒸发物质并将其沉积在基底上，但是通过在制备薄膜时加入气体分子束，使得被蒸发物质能够被削减成相应尺寸的纳米和微米区域。
这种技术的研究成为了现代纳米技术的基础研究，为高性能材料和储能材料的研究提供了技术支持。
真空蒸发镀膜实验报告
真空蒸发镀膜实验报告引言真空蒸发镀膜技术是一种常见的表面处理方法，可以在材料表面形成一层薄膜。
本实验旨在通过真空蒸发镀膜实验，了解该技术的基本原理、操作步骤以及影响薄膜质量的因素。
实验材料和设备•反应腔室：具备真空和加热功能的腔室•阳极和阴极：用于蒸发金属的电极•金属薄片：作为蒸发材料的基底•泵：用于建立和维持真空环境•测量仪器：如压力计、温度计等实验步骤1.准备工作：确保实验设备和材料的准备完善。
检查反应腔室、泵、电极等设备的工作状态，清洁反应腔室，并安装好金属薄片。
2.真空抽取：将反应腔室连接至泵，并打开泵开始抽取气体。
通过观察压力计的读数，等待压力降至所需真空度，一般取10^-6 Torr左右。
3.加热处理：开始加热反应腔室，以使基底温度升高。
通过控制加热功率和时间，可调节腔室的温度。
4.蒸发材料：将蒸发材料放置在阴极上，并将阳极和阴极放置在一定距离内，通电使其加热。
蒸发材料会受热并产生雾气，进而沉积在金属薄片上。
5.薄膜生长：在蒸发材料产生雾气的同时，它们会在真空环境中沉积在金属薄片上形成薄膜。
控制蒸发时间和功率可以控制薄膜的厚度和均匀性。
6.冷却和抽气：在薄膜生长完毕后，关闭加热装置，并继续抽气以降低腔室内的气体压力。
同时，可以通过冷却装置降低腔室温度，以便取出镀膜样品。
7.测试与分析：取出样品后，可使用适当的测试仪器对薄膜进行表征和分析，如通过扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌，利用X射线衍射仪分析薄膜的晶体结构等。
实验注意事项1.在实验过程中，需保持实验环境干燥，以避免气体或水分对薄膜质量的影响。
2.在操作过程中，需小心防止金属薄片的污染和损坏，注意防止外界杂质进入反应腔室。
3.在加热过程中，应注意避免过高的温度，以免金属薄片变形或蒸发材料过度蒸发。
4.在进行测试和分析时，需使用适当的仪器，并遵循操作规程，以确保结果的准确性。
结论通过本实验，我们了解了真空蒸发镀膜技术的基本原理和操作步骤。
真空镀膜实验
真空镀膜实验实验目的：1.了解真空技术的基本知识；2.掌握低‘高真空的获得与测量的基本原理及方法；实验器材：DH2010型多功能真空实验仪实验原理：蒸发镀膜的原理是：先将镀膜室内的气体抽到10-2Pa以下的压强，通过加热蒸发源使臵于蒸发源中的物质蒸发，蒸汽的原子或分子从蒸发源表面逸出，沉积到基片上凝结形成薄膜，它包括抽气；蒸发；沉积等基本过程。
真空镀膜是在真空室中进行的（一般气压低于1.3×10-2Pa），当需要蒸发的材料（金属或电介质）加热到一定温度时，材料中分子或原子的热振动能量可增大到足以克服表面的束缚能，于是大量分子或原子从液态或直接从固态（如SiO2ZnS）汽化。
当蒸汽粒子遇到温度较低的工件表面时，就会在被镀工件表面沉积一层薄膜。
以下仅就源加热方式、真空度对膜层质量的影响及蒸发源位置对薄膜均匀性的影响等问题作简要说明。
(a)(b)为电阻型源加热器，它们由高熔点的金属做成线圈状（称为丝源）或舟状（称为舟源）。
加热源上可承载被蒸发材料。
由于挂在丝源上的被蒸发物质（如铝丝）可形成向各个方面发射的蒸汽流，因此丝源可用为点源，而舟源则可近似围内发射的面源。
对于不同的被蒸材料，可选取由不同材料做成，形状各异的加热器。
其选取原则为：a.加热器所用材料有良好的热稳定性，其化学性质不活泼，在达到蒸发温度时材料本身的蒸汽压要足够低。
b.加热器材料的熔点要高于被蒸发物的蒸发温度，加热器要有足够大的热容量。
c.要求线圈装加热器所用材料热能与蒸发物有良好的浸润，有较大的表面张力。
d.被蒸发物与加热器材料的互溶性必须很低，不产生合金。
e.对于不易制成丝状，或被蒸发物与丝状加热器的表面张力较小时，可采用舟状加热器。
日前常用钨丝加热器蒸发铝，用钼舟加热器蒸发银、金化锌、氟化镁等材料，与电阻器配合的关键部件是低压大电流变压器，对不同的蒸发材料及加热器可将电流分配塞置于相应位置，以保证获得合适的功率。
电阻源加热器具有简便、设备成本低等优点，但由于加热器与蒸发物在电阻加热器上的装载量不能太多，因此所蒸膜厚也将受到限制。
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实验3 真空蒸发镀膜实验
真空热蒸发镀膜就是在真空条件下加热需要蒸发的材料，当所加温度达到材料的熔点时，大量的原子或分子就会逸出，淀积到基底上而形成薄膜的过程。
【实验目的】
1．了解真空蒸发镀膜的原理。
2．掌握多功能真空蒸镀机、复合真空计等机械设备的使用方法。
【实验仪器】
复合真空计、真空室、机械泵、分子泵、冷水循环散热系统、载玻片、钨舟、剪刀
【实验原理】
真空蒸发镀膜的原理：将膜材置于真空镀膜室内，通过蒸发源使其加热蒸发。
当蒸发分子的平均自由程大于蒸发源与基片间的线尺寸后，蒸发的粒子从蒸发源表面上溢出，在飞向基片表面过程中很少受到其他粒子的碰撞阻碍，可直接到达基片表面上凝结而生成薄膜。
机械泵是利用转子不断地改变泵内空腔的容积，使抽容器内的气体随空腔体积改变，最后又被隔离而排出从而获得真空。
分子泵工作原理是：分布密集的扇叶高速旋转，通过高速旋转的叶片，不断地对气体分子施以定向的动量和压缩作用，把空气排出腔室，由下级机械泵辅抽，完成高真空抽取。
真空机配有ZJ-52/T电阻规与ZJ-27电离规，其工作原理为：
（1）电阻计的工作原理
电阻规在真空系统低压强时，利用气体分子的热传导，在高压时利用气体分子的对流传热特性，使电阻规的电阻随所测系统的压强变化而变化。
电阻规的电阻与压强是一种非线性关系，故压强变化所引起的电阻规电阻值的变化，从测量桥路输出电压信号，由放大器放大，经A/D转换送入CPU进行非线处理性运算，最后显示。
（2）电离计工作原理
当电离规管灯丝加热发射电子，电子在比阴极电位更高的加速极作用下，与气体分子碰撞而使气体电离，电离后的正离子被阴极电位更负的收集极吸收，经电流放大后，通过CPU 电路修正处理，送显示器显示。
【实验内容及要求】
1. 首先将已经切割好的普通玻璃基底用碱溶液、酸溶液擦洗，然后置于含少许酒精的密闭器皿中。
取一定量的蒸发材料放在钨舟上。
2. 真空热蒸发的操作步骤
（1）打开循环水开关。
（2）开总电源。
（3）缓慢打开空气阀门(要慢，避免气流速度过快损坏仪器），直到真空腔内外压强一致。
（4）按下“升”按钮，让真空腔顶盖缓慢平稳升起。
（5）将事先经过酸洗碱洗浸泡在酒精中密闭保存的基片固定在基片托上，固定钨舟在真空腔内，放置蒸发材料。
粗略调整基片位置，使基片处于材料正上方。
（6）调整真空腔盖，按下“降”按钮。
（7）关闭空气阀门。
（8）打开机械泵，开启电磁阀，缓慢转动V2阀门。
（9）打开真空计，等电阻单元显示10Pa以内（约5-7）时，启动分子泵开关“运行”，关闭阀门V2。
（10）等待分子泵的转动频率约250赫兹时，打开扳闸（分子泵阀门）。
（11）待真空机电离单元显示约10-4帕时，启动蒸发电源，再打开蒸发开关。
调节旋转电流控制开关（电流显示不能超200）。
透过观察窗观察，钨舟发亮，材料升华。
3. （1）待蒸发材料蒸发完毕，将电流调到零，关闭蒸发电源，关闭分子泵、分子泵扳闸。
（2）关闭真空计。
（3）待分子泵转速为零，关闭电磁阀，关闭机械泵。
（4）依次关闭总电源、循环水。
下面是实验成品：
【思考问题】
1. 冷水循环散热系统的作用是什么？循环水是什么水及其原因？
磁控溅射靶在发射时会产生高温会使射枪变形，所以它有一个水套来冷却射枪。
同时还有一个重要原因磁控溅射可以被认为是镀膜技术中最突出的成就之一。
它以溅射率高、基片温升低、膜-基结合力好。
从更深层次研究电子在非均匀电磁场中的运动规律 ,探讨了磁控溅射的更一般原理以及磁场的横向不均匀性及对称性是磁约束的本质原因。
磁控溅射可以被认为是镀膜技术中最突出的成就之一。
它以溅射率高、基片温升低、膜-基结合力好、装置性能稳定。
冷水机具有完全独立的制冷系统，绝不会受气温及环境的影响，水温在5℃～30℃范围内调节控制，因而可以达到高精度、高效率控制温度的目的，冷水机设有独立的水循环系统。
2. 升起真空室顶板时应注意什么？
留意把钨舟放置的区域，然后在上面玻璃片也要放置在相对应的位置。
伍月娜3214001719 140603。