บทนําเกี่ยวกับการเคลือบสุญญากาศด้วยการระเหยด้วยความร้อน วันที่ 7 มกราคม 2021
การระเหยด้วยความร้อนคืออะไร
ความดันไอน้ําอิ่มตัวของโลหะต่างๆ
2 วิธีในการเคลือบสุญญากาศด้วยการระเหยด้วยความร้อน
วัสดุต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ทําให้เกิดแรงดันไอน้ําสูงอย่างมาก ซึ่งจํากัดการใช้วัสดุที่ละลายได้สูงและตัวเลือกภาชนะบรรจุ การระเหยสามารถทําได้โดยการทําให้ลวดร้อนด้วยไฟฟ้าหรือการสะสมในถ้วยใส่ตัวอย่างที่นําไฟฟ้าซึ่งทําจากวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูงขึ้นอย่างมาก ออกไซด์สามารถระเหยออกจากเครื่องระเหยรูปเรือได้ ภาพที่ 2 แสดงการเลือกเครื่องระเหยความร้อนต่างๆ
ตัวอย่างของเครื่องระเหย
แรงดันพื้นฐานที่ต้องการในอุปกรณ์เคลือบผิวคือ 10 -07 -10 -05 mbar ขึ้นอยู่กับคุณภาพของชั้นที่ต้องการ หมายเหตุ:
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นทางอิสระเฉลี่ยของอะตอมที่ระเหยยาวนานกว่าระยะทางจากแหล่งกําเนิดไปยังซับสเตรตมาก ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าอะตอมจะมาถึงโดยไม่มีการกระจายตัวของโมเลกุลก๊าซที่ตกค้าง
- ให้พื้นผิวที่สะอาด มิฉะนั้นอะตอมที่ระเหยจะไม่ยึดเกาะได้ดี ทําให้เกิดชั้นที่ไม่เสถียร
วัสดุยังสามารถหลอมเหลวได้ด้วยลําแสงอิเล็กตรอน จากนั้นวัสดุจะระเหยที่อุณหภูมิสูงขึ้น ทําให้อัตราการระเหยสูงขึ้นและความสามารถในการหลอมเหลวของวัสดุออกไซด์ ถ้วยใส่ตัวอย่างที่ระบายความร้อนด้วยน้ําช่วยให้มั่นใจได้ว่าวัสดุของถ้วยใส่ตัวอย่างที่ระเหยจะไม่ปนเปื้อนฟิล์ม อัตราการระเหยสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนกําลังลําแสงอิเล็กตรอน ลําแสงอิเล็กตรอนจะเบี่ยงเบน 270 องศาผ่านแม่เหล็ก ดังที่เห็นในภาพที่ 3 ด้วยการสั่นของลําแสง มวลที่หลอมเหลวจะยังคงอยู่ที่อุณหภูมิที่สม่ําเสมอและสามารถใช้ได้เต็มพิกัด
โปรดทราบว่าการลงทุนเริ่มต้นในอุปกรณ์ประเภทนี้สูงกว่าเล็กน้อย เนื่องจากจําเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงและท่อน้ําหล่อเย็น
ระบบสุญญากาศสําหรับการระเหยด้วยความร้อน
โดยทั่วไปแล้ว ระบบสุญญากาศสําหรับเครื่องระเหยความร้อนต้องใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงหรือน้อยกว่าในการไล่อากาศออกจากบรรยากาศจนถึงแรงดันพื้นฐาน 10 -06 mbar
ยูนิตส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้ปั๊มเทอร์โบโมเลกุลในช่วง 300-1000 ลิตร/วินาที รองรับด้วยปั๊มใบพัดโรตารี่สองจังหวะ ปั๊มสโครลแห้ง หรือปั๊มโรตารี่หลายจังหวะ ตามหลักการแล้ว ปั๊มเทอร์โบโมเลกุลเหล่านี้จะติดตั้งในแนวนอน ซึ่งจะช่วยป้องกันเศษวัสดุ (แวววาวจากการเคลือบผิว เส้นใย สกรูขนาดเล็ก ฯลฯ) หลีกเลี่ยงการตกลงสู่ปั๊ม ระบบส่วนใหญ่จะไม่ใช้วาล์วหน้าปั๊มเทอร์โบโมเลกุลาร์
ชัตเตอร์ - แบบแมนนวลหรือแบบไฟฟ้า/นิวเมติก - จะอยู่เหนือเครื่องระเหย วิธีนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงการเคลือบผิวทั้งห้องอย่างต่อเนื่องในขณะที่วัสดุที่ระเหยร้อน อุ่นขึ้น หรือเย็นลง นอกจากนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าสามารถผลิตชั้นที่ทําซ้ําได้โดยการกําหนดเวลา ยูนิตส่วนใหญ่ยังใช้จอภาพแบบฟิล์มบางเพื่อวัด (และควบคุม) ความหนาของชั้นเคลือบ
การใช้งานทั่วไปของการระเหยด้วยความร้อน
การเคลือบฟิล์มบาง ๆ สําหรับเลนส์
การระเหยด้วยความร้อนมักใช้เพื่อเคลือบเลนส์สายตาและเลนส์สายตา หลายชั้นถูกทําให้ระเหยเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของเลนส์ ซึ่งรวมถึงชั้นป้องกันแสงสะท้อน การเคลือบแข็ง การป้องกันแสงอินฟราเรดหรืออัลตราไวโอเลต การป้องกันแสงแดด และการเคลือบกระจกเงา ช่องสุญญากาศมีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดถึง 1500 มม. ซึ่งแต่ละช่องสามารถรองรับเลนส์ได้หลายร้อยเลนส์ ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลาง เลนส์ถูกยึดติดในฝาครอบแบบหมุนได้ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่ามีฟิล์มบางๆ สม่ําเสมอบนผลิตภัณฑ์ทั้งหมดในชุดเดียว ดังนั้นระบบสุญญากาศจึงประกอบด้วยปั๊มเทอร์โบโมเลกุลขนาดใหญ่กว่าในคลาส 2000 /s หรือปั๊มแช่เย็นร่วมกับระบบสุญญากาศล่วงหน้าของโบลเวอร์ Roots ขนาดเล็ก
การเคลือบฟิล์มบางสําหรับบรรจุภัณฑ์สําหรับผู้บริโภค
เครื่องเคลือบผิวขนาดใหญ่มักจะสร้างการเคลือบผิวเว็บสําหรับฟอยล์บรรจุภัณฑ์ ฟิล์ม เช่น อะลูมิเนียม จะถูกนําไปใช้กับฟอยล์พลาสติกในเครื่องเคลือบเว็บแบบ "ม้วนต่อม้วน ฟิล์มบาง ๆ เหล่านี้สร้างเกราะป้องกันอากาศและความชื้น ซึ่งช่วยยืดอายุความสดและอายุการเก็บรักษาของสินค้าอุปโภคบริโภค
ในเครื่องจักรผลิตเหล่านี้ที่มีปริมาณงานฟอยล์สูง (หลายเมตรต่อวินาที!) การไหลของก๊าซเข้าสู่ระบบสุญญากาศมีขนาดใหญ่มาก พื้นผิวฟอยล์ขนาดใหญ่ที่จะเคลือบจะทําให้เกิดการไล่ก๊าซในปริมาณมาก โดยทั่วไปแล้ว ระบบสุญญากาศประกอบด้วยปั๊มกระจายน้ํามันขนาดใหญ่สําหรับการปั๊มอากาศที่รองรับโดยแผงควบคุมความเย็นเพื่อควบแน่นไอน้ํา แผงเย็นเหล่านี้ถูกทําให้เย็นลงโดยตู้เย็นแบบแช่เย็นหรือเครื่องทําความเย็นแบบแช่เย็น ซึ่งบางครั้งเรียกว่า "เครื่อง Polycold
เครื่องทําความเย็นแบบแช่แข็งพิเศษได้รับการออกแบบมาเพื่อระบายความร้อนจนถึงอุณหภูมิ 110 K ซึ่งให้ความเร็วในการปั๊มไอน้ําภายในห้องได้สูงถึง 200,000 ลิตร/วินาที สุญญากาศขั้นต้นเกิดจากระบบโบลเวอร์ Roots
การใช้งานอื่นๆ คือการผลิตเครื่องประดับเครื่องแต่งกาย ผลลัพธ์เชิงแสงเกิดจากการเคลือบผิวแบบพิเศษที่ยึดติดผ่านการระเหยด้วยความร้อน
ดังที่คุณจินตนาการได้ รายการการใช้งานดังกล่าวยังคงมีอยู่ บทความบล็อกชุดนี้เป็นเพียงบทนําที่จะช่วยให้คุณเริ่มต้นใช้งานระบบสุญญากาศและการใช้งานภาคสนามที่น่าสนใจนี้ ในโพสต์บล็อกถัดไปของเรา เราจะดําเนินการต่อไปและแนะนําเทคโนโลยีสปัตเตอร์และการใช้งานทั่วไปบางส่วน
บทความที่เกี่ยวข้อง
