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Por qué elegir el haz de electrones para evaporación en vacío (EB-PVD)

¿Qué es la evaporación al vacío?

La evaporación al vacío es el proceso físico de cambio de fase y difusión en el que una sustancia pasa de estado sólido o líquido a estado gaseoso en el vacío, un proceso presurizado. Como el proceso de evaporación tiene lugar en el vacío, la temperatura de evaporación es más baja que a la presión atmosférica estándar y la velocidad de evaporación es más rápida que en la atmósfera, lo que hace que los materiales metálicos con puntos de fusión y ebullición generalmente más altos en el estado estándar sean más fáciles de evaporar en el vacío y puedan utilizarse en aplicaciones de ingeniería.

Por qué EB-PVD

El proceso de evaporación de sustancias en el vacío, desde el punto de vista de la clasificación de la tasa de evaporación, se divide en proceso de evaporación lenta y proceso de evaporación rápida dos tipos, también conocidos como proceso de evaporación débil y proceso de evaporación fuerte. La velocidad de evaporación se refiere a la masa de la sustancia evaporada por unidad de superficie por unidad de tiempo. Tasa de evaporación de sustancias en el vacío, la teoría se ve afectada principalmente por la evaporación de la temperatura de la superficie y la presión de vapor de saturación y otras propiedades físicas, pero en la práctica, el proceso de evaporación debe ser considerado en su totalidad, incluyendo el proceso de transferencia de calor, el proceso de difusión de la sustancia, el proceso de la transición de fase y otros efectos sobre la evaporación.

En el vacío, para hacer que la sustancia se evapore rápidamente, es necesario calentar la sustancia, y hay muchos métodos de calentamiento diferentes, incluyendo el haz de electrones, haz láser, calor resistivo, pulverización catódica de magnetrón y otros métodos, que son relativamente ampliamente utilizados es elhaz de electronesy los métodos de calentamiento por láser. Ambos métodos presentan las ventajas de una alta densidad de energía y una zona de fusión controlable. El rayo eléctrico es más fácil de diseñar y realizar que el rayo láser.

En la actualidad, las tecnologías de aplicación más importantes de la evaporación al vacío incluyen la tecnología de revestimiento por evaporación al vacío, la tecnología de metalurgia por evaporación al vacío, la tecnología de polvo por evaporación al vacío, etc. El tratamiento de residuos por evaporación al vacío pertenece a la aplicación de la tecnología de metalurgia por evaporación al vacío. El uso del método de evaporación al vacío para preparar una variedad de materiales de película fina y recubrimientos ha sido una aplicación más madura de la tecnología. En un entorno de alto vacío, se calienta el crisol enfriado con agua en el material para que se evapore, el material gaseoso evaporado se difunde y se condensa en el sustrato, formando así una capa de películas finas a escala micrométrica o nanométrica. Estas películas o recubrimientos tienen en su mayoría propiedades ópticas, eléctricas y otras propiedades funcionales, y sus espesores son en su mayoría de micras o nanómetros, y la velocidad de evaporación del proceso de preparación es lenta, perteneciendo al proceso de evaporación lenta, y la cantidad de evaporación es fácil de controlar.

Cuando el metal se calienta a cierta temperatura, los electrones de su superficie obtienen suficiente energía térmica para superar la fuerza de enlace de la superficie metálica, separándose así de la superficie metálica para formar una nube de electrones libres. Estos electrones libres, bajo la acción de campos eléctricos y magnéticos, se desplazarán en una dirección determinada para formar una corriente de haces de electrones.

Ventajas de elegir la tecnología EB-PVD

1. Altas tasas de deposición:

La evaporación por haz electrónico utiliza un haz de electrones de alta energía para calentar directamente el material, lo que permite alcanzar mayores velocidades de deposición. Esto significa que se puede depositar más material en menos tiempo, lo que aumenta la productividad.

2. Espesor uniforme de la película:

La evaporación por haz de electrones proporciona un mecanismo de control preciso que garantiza la formación de una película uniforme sobre la superficie del sustrato. Esta uniformidad es fundamental para muchas aplicaciones, especialmente en la fabricación de dispositivos ópticos y electrónicos.

3. Láminas de gran pureza:

Dado que la evaporación por haz de electrones tiene lugar en un entorno de vacío, se evitan las impurezas y los contaminantes del aire. Esto significa que las películas obtenidas suelen ser de gran pureza y son adecuadas para aplicaciones que requieren una gran pureza del material.

4. Aplicable a una amplia gama de materiales:

La evaporación por haz electrónico puede utilizarse para depositar muchos tipos diferentes de materiales, como metales, óxidos, silicio y otros. Esto hace que sea útil para una amplia gama de aplicaciones en la preparación de películas compuestas y de aleación, así como una variedad de películas funcionales.

5. Aplicable a formas complejas:

La evaporación por haz electrónico requiere menos forma y geometría del sustrato que otras técnicas de deposición. Esto significa que es posible recubrir sustratos con una gran variedad de formas complejas, incluidas micro y nanoestructuras y formas tridimensionales.

6. Compatibilidad con otras tecnologías:

La evaporación por haz de electrones puede combinarse con otras técnicas, como el grabado por haz de iones y la deposición física de vapor, para conseguir estructuras de película fina más complejas. Esta flexibilidad le confiere una ventaja en la preparación de películas multicapa y nanoestructuras.

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