La evaporación al vacío es un proceso en el que los materiales se calientan para formar películas finas o revestimientos sobre diversos sustratos. Este proceso tiene lugar en un entorno de vacío para evitar la contaminación y garantizar que sólo el material deseado forme la película fina.
Explicación de 7 puntos clave: ¿Qué materiales se utilizan en la evaporación al vacío?
1. 1. Definición y finalidad de los materiales de evaporación
Los materiales de evaporación son sustancias que se utilizan para formar películas finas o recubrimientos sobre superficies mediante el proceso de evaporación.
Estos materiales se calientan a altas temperaturas hasta que se vaporizan. A continuación, el material vaporizado se condensa sobre el sustrato para formar una película fina.
2. Barcos de evaporación
Los botes de evaporación son materiales esenciales para la evaporación térmica. A menudo se fabrican con tungsteno, molibdeno y tántalo.
Estas barcas contienen materias primas como BN, TiB2 y polvo de AlN. Las variaciones incluyen barcas de 3 componentes y barcas de 2 componentes.
3. Calentadores de cesta
Los calentadores de cesta permiten cargar el material de evaporación directamente en la cesta sin crisol.
La elección de la fuente de evaporación viene determinada por el sustrato que se va a recubrir, lo que garantiza una coincidencia entre la fuente y el sustrato.
4. Proceso de evaporación al vacío
La evaporación al vacío se produce en un rango de presión de gas de 10-5 a 10-9 Torr para evitar la contaminación.
El material vaporizado debe alcanzar una temperatura en la que su presión de vapor sea de 10 mTorr o superior para obtener una tasa de deposición apreciable.
Las fuentes típicas de vaporización incluyen alambres trenzados calentados resistivamente, botes o crisoles, y haces de electrones de alta energía.
5. Calentamiento indirecto
Algunos materiales son propensos a la erosión cuando se exponen directamente a altas temperaturas, lo que hace necesario el calentamiento indirecto.
Para fabricar crisoles de calentamiento indirecto se utilizan materiales resistentes al calor y estables como la alúmina, el óxido de itrio o la circonia.
6. Materiales de evaporación térmica
En la evaporación al vacío puede utilizarse una amplia gama de materiales, como oro, plata, titanio, dióxido de silicio, tungsteno, cobre y diversas aleaciones.
Estos materiales se eligen en función de su compatibilidad con el sustrato y de las características deseadas de la película.
7. Contexto histórico
El estudio de la evaporación térmica en el vacío comenzó a finales del siglo XIX, con las primeras contribuciones de científicos como H. Hertz y S. Stefan.
Thomas Edison solicitó una patente que cubría la evaporación en vacío y la deposición de películas, aunque su proceso no implicaba la evaporación de materiales fundidos.
Al comprender estos puntos clave, un comprador de equipos de laboratorio puede tomar decisiones informadas sobre la selección y el uso de materiales de evaporación en procesos de evaporación al vacío, garantizando los mejores resultados para sus aplicaciones específicas.
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