Pourquoi choisir le faisceau d'électrons pour l'évaporation sous vide (EB-PVD) ?

2024-04-10

Qu'est-ce que l'évaporation sous vide ?

L'évaporation sous vide est le processus physique de changement de phase et de diffusion par lequel une substance passe de l'état solide ou liquide à l'état gazeux dans le vide, un processus sous pression. Comme le processus d'évaporation a lieu dans le vide, la température d'évaporation est plus basse qu'à la pression atmosphérique standard et la vitesse d'évaporation est plus rapide que dans l'atmosphère, ce qui permet aux matériaux métalliques dont les points de fusion et d'ébullition sont généralement plus élevés à l'état standard de s'évaporer plus facilement dans le vide, et peut être utilisé dans des applications d'ingénierie.

Pourquoi EB-PVD ?

Le processus d'évaporation d'une substance dans le vide, du point de vue de la classification du taux d'évaporation, se divise en deux types : le processus d'évaporation lente et le processus d'évaporation rapide, également appelés processus d'évaporation faible et processus d'évaporation forte. Le taux d'évaporation correspond à la masse de substance évaporée par unité de surface et par unité de temps. En théorie, le taux d'évaporation d'une substance dans le vide est principalement influencé par la température de la surface d'évaporation, la pression de vapeur saturante et d'autres propriétés physiques, mais en pratique, le processus d'évaporation doit être considéré dans son ensemble, y compris le processus de transfert de chaleur, le processus de diffusion de la substance, le processus de transition de phase et d'autres facteurs influençant l'évaporation.

Dans le vide, pour que la substance s'évapore rapidement, il est nécessaire de la chauffer. Il existe de nombreuses méthodes de chauffage différentes, notamment le faisceau d'électrons, le faisceau laser, la chaleur résistive, la pulvérisation magnétron et d'autres méthodes, dont l'utilisation est relativement répandue.faisceau d'électronset les méthodes de chauffage au laser. Ces deux méthodes présentent l'avantage d'une densité d'énergie élevée et d'une zone de fusion contrôlable. Le faisceau d'électrons est plus facile à concevoir et à réaliser que le faisceau laser.

À l'heure actuelle, les principales technologies d'application de l'évaporation sous vide comprennent la technologie de revêtement par évaporation sous vide, la technologie métallurgique par évaporation sous vide, la technologie des poudres par évaporation sous vide, etc. L'utilisation de la méthode d'évaporation sous vide pour préparer une variété de matériaux et de revêtements en couches minces est une application plus mature de la technologie. Dans un environnement de vide poussé, le chauffage du creuset refroidi à l'eau dans le matériau le fait s'évaporer, le matériau gazeux évaporé se diffuse et se condense sur le substrat, formant ainsi une couche de films minces à l'échelle du micron ou du nanomètre. Ces films ou revêtements ont principalement des propriétés optiques, électriques et d'autres propriétés fonctionnelles, et leur épaisseur est généralement de l'ordre du micron ou du nanomètre ; la vitesse d'évaporation du processus de préparation est lente, appartenant au processus d'évaporation lente, et la quantité d'évaporation est facile à contrôler.

Lorsque le métal est chauffé à une certaine température, les électrons à sa surface obtiennent suffisamment d'énergie thermique pour surmonter la force de liaison de la surface du métal, se détachant ainsi de la surface du métal pour former un nuage d'électrons libres. Sous l'action des champs électriques et magnétiques, ces électrons libres se déplacent dans une certaine direction pour former un flux de faisceaux d'électrons.

Avantages de la technologie EB-PVD

1. des taux de dépôt élevés :

L'évaporation par faisceau d'électrons utilise un faisceau d'électrons à haute énergie pour chauffer directement le matériau, ce qui permet d'atteindre des taux de dépôt plus élevés. Cela signifie qu'une plus grande quantité de matériau peut être déposée dans un laps de temps plus court, ce qui augmente la productivité.

2. une épaisseur de film uniforme :

L'évaporation par faisceau d'électrons offre un mécanisme de contrôle précis qui garantit la formation d'un film uniforme sur la surface du substrat. Cette uniformité est essentielle pour de nombreuses applications, notamment dans la fabrication de dispositifs optiques et électroniques.

3. films de haute pureté :

L'évaporation par faisceau d'électrons ayant lieu dans un environnement sous vide, les impuretés et les contaminants de l'air sont évités. Cela signifie que les films obtenus sont généralement d'une grande pureté et conviennent aux applications exigeant une grande pureté des matériaux.

4) Applicable à une large gamme de matériaux :

L'évaporation par faisceau d'électrons peut être utilisée pour déposer de nombreux types de matériaux, notamment des métaux, des oxydes, du silicium, etc. Elle est donc utile pour une large gamme d'applications dans la préparation de films composites et d'alliages, ainsi que pour une variété de films fonctionnels.

5. applicable aux formes complexes :

L'évaporation par faisceau d'électrons exige moins de forme et de géométrie du substrat que d'autres techniques de dépôt. Cela signifie qu'il est possible de revêtir les substrats d'une variété de formes complexes, y compris des micro et nanostructures et des formes tridimensionnelles.

6. la compatibilité avec d'autres technologies :

L'évaporation par faisceau d'électrons peut être combinée à d'autres techniques telles que la gravure par faisceau d'ions et le dépôt physique en phase vapeur pour obtenir des structures de couches minces plus complexes. Cette flexibilité lui confère un avantage dans la préparation de films multicouches et de nanostructures.

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