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①采用各种形式的热能转换方式，使镀膜材料蒸发或升华，成为具有一定能量（0.1~0.3eV）的气态粒子（原子、分子或原子团）； ②气态粒子通过基本上无碰撞的直线运动方式传输到基片； ③粒子沉积在基片表面上并凝聚成薄膜。 影响真空镀膜质量和厚度的因素很多，主要有真空度、蒸发源的形状、基片的位置、蒸发源的温度等。固体物质在常温和常压下，蒸发量极低。真空度越高，蒸发源材料的分子越易于离开材料表面向四周散射。真空室内的分子越少，蒸发分子与气体分子碰撞的概率就越小，从而能无阻挡地直线达到基片的表面。 当气体分子平均自由程等于蒸发源到基片的距离时，约有63％的分子会在途中发生碰撞；当平均自由程10倍于蒸发源到基片的距离时，就只有9％左右的分子在途中发生碰撞，可见只有当》d时，蒸发物质分子才能沿途无阻挡地、直线达到被镀基片或零件的表面．蒸发时一般要选择比d大2～3倍，因为在蒸发过程中，真空室内温度升高后要放出大量气体，会使真空度降低．要得到足够大的，就要求P足够小。一般实验室的真空镀膜中d在30cm左右，因此镀膜时常用的真空室气体压强为10-2～10-4Pa，这时的平均自由程与蒸发源到基片的距离相比要大得多。 如果蒸发物质的分子在蒸发后立即离去，并不回到原来的物质上，那么蒸发的速率可由朗谬尔(Langmuir)导出的公式决定： 式中M为待蒸发物质的摩尔质量，P为蒸气压，T为蒸发物质温度(K)。 在整个基片上获得厚度均匀的薄膜很重要，薄膜厚度的均匀性同蒸发源的形状有很大的关系。对于点蒸发源，基片平行放置在蒸发源的正上方，则膜厚分布为： 其中d0表示点源到基片垂直点的膜厚，h为垂直距离，l为基片点距离垂直点的距离，M为总蒸发质量。 对于微小平面蒸发源，有 目前，真空蒸发使用的蒸发源主要有电阻加热、电子加热、高频感应加热、电弧加热和激光加热等五大类。电阻加热采用钨、钼、钽等高熔点金属做成适当形状的蒸发源，或采用石英坩埚等。根据蒸发材料的性质以及蒸发源材料的浸润性等制作成不同的蒸发源形状， 几种典型结构 实验装置 本实验采用DM—450C型真空镀膜机进行抽真空实验及镀膜实验。真空镀膜机由抽真空系统、电气系统、镀膜室及提升机构等组成。 实验内容及步骤 本实验要求在一块平面玻璃的表面镀上一层铝反射膜，其中完成低真空、高真空的获得过程。 1、准备过程 （1）动手操作前认真学习讲义及有关资料，熟悉镀膜机和有关仪器的结构及功能、操作程序与注意事项。 （2）清洗基片和铝丝。用碱水冲洗，并用无水酒精脱水，最后用棉纱或棉纸包好，放在玻璃皿内备用。 （3）镀膜室的清理与准备。先向钟罩内充气一段时间，然后升钟罩，装好基片、电极钨丝和铝丝，清理镀膜室，降下钟罩。 2、抽真空 （1）打开“机械泵”，低阀处于“抽钟罩”位置，接通热电偶真空计进行测量。 （2）当钟罩内真空度达到1.3Pa时，开“轰击”和 “工件旋转” 旋钮，调节变压器1BZ逐步升高电压至2000V左右，调节针阀使钟罩内真空度保持在6.7Pa，轰击约20min后，将变压器调回零。关针阀，关“轰击”，关“工件旋转”。 （3）将低阀置于“抽系统位置”，接通扩散泵冷水，打开“机械泵、扩散泵”对扩散泵加热。约40min后，同时观测系统真空度在6.7Pa以上，打开高阀，监测钟罩内真空度。当真空度超过1.33×10—1Pa时，接通电离真空计测量。 3、镀膜 （1）当真空度达到1.33×10—1Pa时，开“烘烤”，调节变压器2BZ烘烤镀件，使镀件获得基底温度。 （2）当真空度达到6.7×10—3Pa以上时选择好蒸发电极，插入电流分配塞，开“蒸发”，调节变压器1BZ，逐渐加大电流使铝丝预熔（钟罩内真空度同时下降），此时用挡板挡住蒸发源避免初熔时杂质蒸发到玻璃上。 （3）当钟罩内真空度恢复到6.7×10—3Pa以上时，再加大蒸发电流，同时移去挡板，此时从观察窗中可以看到铝丝逐渐熔化缩成液体小球，然后迅速蒸发，玻璃上便附着了一层铝膜。 4、结束 关高真空测量，停扩散泵加热炉，关高阀，低阀仍处于“抽系统位置”，开“充气”，充气完毕后开“升钟罩”，取出镀件。清理镀膜室，开“降钟罩”，扣下钟罩后，降低阀置于“抽钟罩位置”，抽钟罩3~5min后停机械泵，关总电源，再过1小时后关闭扩散泵冷却水。 注意事项 (1)实验过程中要保证冷却水的畅通，镕膜完毕后也不能马上关闭冷却水。 (2)“高阀”—定耍在适当时间打开，否则会损坏扩散泵。 思考题 1、镀膜前为什么对玻璃进行清洗？蒸发率对镀膜质量有何影响