Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК)

Реферат по дисциплине: «Технология приборостроения» на тему: «Вакуумное напыление покрытий на оптические детали конденсационным способом»

Выполнил студент ФОИСТ ОПТ III-1б Полетаев В.В.

Проверил Козлова А.Г.

Москва 2015 г.

Содержание:

Введение. 3

Генерация потока осаждаемого вещества термическим испарением. 5

Резистивное испарение. 6

Индукционное испарение. 7

Электронно-лучевое испарение. 9

Импульсное лазерное испарение. 10

Напыляемые материалы. 11

Поверхность твёрдого тела. 14

Неоднородности поверхности. 15

Заключение. 16

Список использованной литературы. 16

Введение.

Нанесение тонкоплёночных (одно- или многокомпонентных) покрытий в вакууме позволяет создавать материалы с различными свойствами. Данный метод модификации свойств поверхности твёрдого тела широко используется в приборостроении.

В оптической промышленности тонкоплёночные структуры применяются в производстве зеркал, поляризационных и интерференционных фильтров. Также на оптические детали наносят просветляющие плёнки, теплозащитные, солнцезащитные и декоративные покрытия.

Уникальными оптическими и электрическими свойствами обладают сверхрешётки, создаваемые методами молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Благодаря современным технологическим методам МЛЭ появилась возможность конструирования сложных в функциональном отношении приборов на молекулярном уровне.

При самом общем подходе стоит отметить, что все наносимые вакуумным испарением конденсаты следует разделить на две группы – конденсаты элементарных материалов и конденсаты соединений. Хотя основные закономерности испарения и конденсации для обеих групп во многом совпадают, для второй группы характерно различие концентраций компонентов в конденсате и испаряемом соединении, обусловленное частичной или полной диссоциацией вещества в процессе испарения.

В сравнении со многими химическими и электрохимическими методами нанесения покрытий, напыление не требует использования каких-либо загрязняющих веществ и является экологически чистой технологией.

Нанесённые покрытия обладают высокой прочностью сцепления, большой контактной прочностью и износостойкостью, высоким сопротивлением коррозии, жаростойкостью и жаропрочностью.

Классификация и общая характеристика основных методов нанесения вакуумных покрытий.

Для модификации свойств поверхности твёрдого тела используются различные режимы ионной обработки. Процесс взаимодействия ионного пучка с поверхностью сводится к протеканию взаимосвязанных физических процессов: конденсации, распыления и внедрения. Превалирование того или иного физического эффекта определяется главным образом энергией Е₁ бомбардирующих ионов. При Е₁ = 10 – 100 эВ конденсация преобладает над распылением, поэтому имеет место осаждение покрытия. При повышении энергии ионов до 10⁴ эВ начинает преобладать процесс распыления с одновременным внедрением ионов в материал. Дальнейшее повышение энергии бомбардирующих ионов (Е₁ > 10⁴ эВ) приводит к снижению коэффицента распыления и установлению режима ионной имплантации (ионного легирования).

Процесс нанесения тонкоплёночных покрытий в вакууме включает в себя 3 основных этапа:

• Генерации потока частиц осаждаемого вещества;

• Переноса частиц в разрежённом пространстве от источника до подложки;

• Осаждения частиц при достижении подложки.

При этом определяющим для классификации методов нанесения вакуумных покрытий является первый этап.

Существует два метода нанесения вакуумных покрытий, различающихся по механизму генерации потока осаждаемых частиц: термическое испарение и распыление материалов ионной бомбардировкой. Испарённые или распылённые частицы переносятся на подложку через вакуумную среду (или атмосферу реактивных газов, вступая при этом в плазмохимические реакции). Для повышения степени ионизации потока осаждаемого вещества в вакуумную камеру могут быть введены специальные источники заряженных частиц (например, термокатод) или электромагнитного излучения. Дополнительное ускорение движения ионов к обрабатываемой поверхности может достигаться за счёт приложения к ней отрицательного потенциала.