第一篇：11180131真空镀膜实验报告
郝乐彬 物理111近代物理实验 11180131 真空镀膜
预习报告
摘要：真空镀膜也叫物理气相沉积（PVD：physics vaporous deposit），它是利用某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到粒子束轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质从源物质到薄膜的可控的原子转移过程。物理气相沉积技术中最为基础的两种方法就是蒸发法和溅射法。本实验中用到的是蒸发镀膜法来进行真空镀膜。从而了解真空镀膜的原理和操作。
关键词：真空镀膜
原子转移
气象沉积技术
蒸发法
引
言：真空镀膜也叫物理气相沉积（PVD：physics vaporous deposit），它是利用某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到粒子束轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质从源物质到薄膜的可控的原子转移过程。物理气相沉积技术中最为基础的两种方法就是蒸发法和溅射法。在薄膜沉积技术发展的最初阶段，由于蒸发法相对溅射法具有一些明显的优点，包括较高的沉积速度，相对较高的真空度以及由此导致的较高的薄膜质量等，因此蒸发法受到了相对较大程度的重视。但另一方面，溅射法也具有自己的一些优势，包括在沉积多元合金薄膜时化学成分容易控制，沉积层对衬底的附着力较好等。同时，现代技术对于合金薄膜材料的需求也促进了各种高速溅射方法以及高钝靶材，高钝气体制备技术的发展，这些都使得溅射法制备的薄膜质量得到了很大的改善。如今，由于气相中各组分能够充分的均匀混合，制备的材料组分均匀，易于掺杂，制备温度低，适合大尺寸薄膜的制备，并且能够在形状不规则的衬底上生长薄膜等优点，不仅上述两种物理气相沉积方法已经大量应用于各个技术领域之中，而且为了充分利用这两种方法各自的优点，还开发出了许多介于上述两种方法之间的新的薄膜沉积技术。
基本原理
真空镀膜是在真空室中进行的（一般气压低于1.3×10-2Pa），当需要蒸发的材料（金属或电介质）加热到一定温度时，材料中分子或原子的热振动能量可增大到足以克服表面的束缚能，于是大量分子或原子从液态或直接从固态（如SiO2、ZnS）汽化。当蒸汽粒子遇到温度较低的工件表面时，就会在被镀工件表面沉积一层薄膜。
以下仅就源加热方式、真空度对膜层质量的影响及蒸发源位置对薄膜均匀性的影响等问题作简要说明。
(a)(b)为电阻型源加热器，它们由高熔点的金属做成线圈状（称为丝源）或舟状（称为舟源）。加热源上可承载被蒸发材料。由于挂在丝源上的被蒸发物质（如铝丝）可形成向各个方面发射的蒸汽流，因此丝源可用为点源，而舟源则可近似围内发射的面源。对于不同的被蒸材料，可选取由不同材料做成，形状各异的加热器。其 郝乐彬 物理111近代物理实验 11180131 选取原则为：
a.加热器所用材料有良好的热稳定性，其化学性质不活泼，在达到蒸发温度时，加热器材料本身的蒸汽压要足够低。
b.加热器材料的熔点要高于被蒸发物的蒸发温度，加热器要有足够大的热容量。c.要求线圈装加热器所用材料热能与蒸发物有良好的浸润，有较大的表面张力。d.被蒸发物与加热器材料的互溶性必须很低，不产生合金。
e.对于不易制成丝状，或被蒸发物与丝状加热器的表面张力较小时，可采用舟状加热器。日前常用钨丝加热器蒸发铝，用钼舟加热器蒸发银、金、硫化锌、氟化镁等材料，与电阻器配合的关键部件是低压大电流变压器，对不同的蒸发材料及加热器可将电流分配塞置于相应位置，以保证获得合适的功率。电阻源加热器具有简便、设备成本低等优点，但由于加热器与蒸发物在电阻加热器上的装载量不能太多，因此所蒸膜厚也将受到限制。图1(c)是一种电子束蒸发源的示意图。它是利用高电压加速并聚焦的电子束经磁偏转，在真空中直接打到蒸发源表面，使蒸发物表面的局部温度升高并溶化来实现真空沉积的。电子束可使熔点高达3000℃以上的材料熔化。电子束蒸发时，蒸发物中心局部熔融并为汽化时，其边缘部分仍处于固体状态，这样就可避免蒸发物与坩埚的反映，保证蒸发物不受沾污。（2）物质的蒸发速度
在一定的温度下，每种液体或固体物质都有特定的平衡蒸气压。只有当环境中被蒸发物 质的分压降低到它们的平衡蒸气压以下时，才可能有物质的净蒸发。单位源物质表面上物质 的净蒸发速率为（详细推导见参考文献2，P4）：
其中，Γ为单位物质表面的质量蒸发速度，M为分子或原子的相对原子质量，T 是气体的热力学温度，R 为气体常数，NA 为阿伏伽德罗（Avogadro）常数。由于物质的平衡蒸气压随着温度的上升增加很快，因而对物质蒸发速度影响最大的因素是蒸发源的温度。（3）真空度对膜层质量的影响。
真空镀膜对真空度的要求是出于以下两方面的考虑：
a.真空度足够高，可以使蒸汽分子以射线状从蒸发源向基体发射。这样可以使蒸发材料的利用率及沉积速率大大提高。在正常工作时要求真空室内气体分子的平均自由程比蒸发源到被镀基体的距离大得多。真空室内残余气体分子的平均自由程可以由下式表示：
其中，n 为单位体积内气本分子数，σ为气体分子的有效直径。此式表明，气体分子平均自 由程决定于单位体积内的分子数n，由于n 正比于气体压强P，因此λ与P 成反比，或者说，气体分子自由程与真空度成正比。一般要求气体分子平均自由程是源到基体距离（h）的2～3倍，因此对于h =20cm的真空镀膜机，要求其真空度为10帕至10帕。b.如果没有足够高度的真空度，真空室内的残余气体分子可能是很可观的。由空气动力学可
23郝乐彬 物理111近代物理实验 11180131 知，当气压为1.3×10帕时,每平方厘米基体表面，每秒钟内，可有5×10个气体分子与其发生碰撞。由于残余气体中包含各种气体成份，尤其是氧等气体分子容易被基体吸附后改变膜层的结构和成份，因此在真空镀膜时必须保持一足够高的真空度。（4）蒸发源位置与薄膜的均匀性。
由理论分析可知，当一个点源放在一个半径为r 的球心位置时，则在整个球面上得到的沉积层厚度是均匀的。实际的蒸发源总有一定线度，不能看成理想的点源，因此球面上的淀积量不可能很均匀，线度越大，均匀性越差。此外，基体也不可能恰好是半径为r的球面，它们常常是一些平面或有特定曲率半径的曲面，这也影响了镀层的均匀性。为了使镀层有良好的均匀性，目前常用的方法是使载工件的平面绕图2 所示的oo'轴转动，把一小面源置于距中心为R 的位置上，这样可使均匀性得到改善。更精良的设计是将工件盘做成既能自转（绕o'轴），又能公转（绕o 轴）的行星盘结构（如图3 所示），这种结构对膜层的均匀性是更为有利的。
实验部分
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。
（1）准备基底：清洗载玻片，在洁净的载玻片上均匀涂上硅油。（2）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（壁上的沉积物可以用丙酮清洗），降下钟罩。
（3）把需要蒸镀的材料银放入真空室中的钼舟中，并在真空室顶部装好基底，关好真空室。（4）开机械泵，开启复合真空计中的电偶计（注意电离计保持关闭状态）（5）间隔的拉动三通阀，使得储气桶和真空室的真空度底于6.7pa。
（6）打开冷却水，加热油扩散泵越为40分钟。（在保证4、5随即正常进行的前提下，4、6可以同时进行，以节省时间。否则必须在5进行后才能进行6。（7）将三通阀推至死点，开启高真空碟阀。315郝乐彬 物理111近代物理实验 11180131（8）当热偶计示数小于0。1pa时，开启电离计，转向高真空测量。
（9）注意电离计示数的变化，同时电离计转换测量档。直到达到所需的压强为止（约为102103pa）。
（10）开启版面上的“镀膜”逐渐转动“灯丝—镀膜调节”加大电流，给钼舟电，钼舟渐渐发红，舟中的蒸发物开始液化，逐渐蒸发完。过几秒时间，关掉电流和镀膜开关。（11）关掉电离计，关碟阀。
（12）停止油扩散泵加热，关复合真空计。
（13）冷却数分钟之后，对真空室冲气，打开真空室，取出被镀样品。（14）关好真空室，对容器抽低真空3—5分钟。（15）在显微镜下观察液面薄膜。
（16）油扩散泵冷却至室温后，停止机械泵，切断水源和电源，全部工作完成。
实验结果处理（实验数据
实验中最后得到的镀膜电流为40A，由于镀膜过程中包含金属锡丝熔化过程，且肉眼无法直接观察真空室内金属锡丝,只能定性的观察红光或者从侧面已成膜的地方观察,因而40A可能并不是真正的镀膜电流，是靠主观定性观察所得。
下面为实验镀膜情况 实验结论
实验中完成真空的获得后，开始镀膜，慢慢调大镀膜电流，发现真空室慢慢出现红光，观察到红光被部分遮挡或者从侧面看出现类似镜子侧面的紫光时，镀膜完成。第一次实验失败，发现玻片上只有很薄的镀膜痕迹，经过分析，原因在控制镀膜电流时操之过急，导致金属锡丝没有全部熔化，熔断后掉落在真空室中。第两次实验大致成功，分析镀膜成果（见实验数据中的图片），发现镀膜比较清晰，厚度可以，只是出现不均匀现象。经分析我认为，原因是在放置金属锡丝的使用，钨丝一侧较多，一侧比较少，加之金属锡丝是线性的，导致镀膜出现不均匀的现象。郝乐彬 物理111近代物理实验 11180131 实验所得镀膜电流为40A，由于镀膜过程中包含金属锡丝熔化过程，且肉眼无法直接观察真空室内金属锡丝,只能定性的观察因而40A可能并不是真正的镀膜电流，是靠主观定性观察所得。
本实验在上个学期的实验基础上，加上了镀膜部分，总体思想是学习一种方法，见识一项工艺，领会一门技术。通过实验，我们大致了解了实验中的各项操作，明白了各步实验操作的目的，对于实验理论的理解也更加深刻了。
第二篇：真空镀膜工艺的原理与实践实验报告
实验报告
实验名称：真空镀膜工艺的原理与实践
实验目的：了解真空镀膜的工艺原理和过程，拓展学生视野锻炼其动手能力。实验装置：本实验采用北京中科科仪生产的SBC-2型多功能试样表面处理机，该处理机是为扫描电镜和电子探针等进行试样制备的设备，可进行真空蒸碳、真空镀膜和离子溅射，它也可以在高纯氩气的保护之下进行多种离子处理。用本设备处理的试样既可用于样品的外貌观察又可以进行成分分析，尤其是成分的定量分析更为适宜。本仪器装有分子泵，分子泵系统特别适用于对真空要求高、真空环境好的用户选用。
实验方案及操作：
1.按真空镀膜零部件图（图1）安装所需零部件，其中试样放在样品杯上
2.在金属蒸发头电极上接上钨丝加热器，将钨丝做成Ⅴ型。
3.将待蒸发物缠到钨丝上。
4.接金属蒸发头引线，盖上钟罩，对钟罩抽真空使其真空度达到 7×10-1 ―1.0×10-2Pa。
5.把“蒸发电极选择开关”（8）选取在钨丝所置的电极序号上。
6.按动“档板按钮开关”（12），当挡板处于挡住位置时，立即松开。
7.打开“试样旋转开关”（10），调节“试样转速调节”旋钮（11），使它以适当的速度旋转。
8.旋转 “加热电流调节” 旋钮（9），使钨丝加热呈赤红状态，镀膜物质开始熔融后，退去加热电流。
9.按动“档板开关按钮”（12），使挡板打开。
10.进一步旋转 “加热电流调节” 旋钮（9），使加热器呈发光状态。
11.当镀膜物质全部蒸发完后，使“蒸发电极选择开关”（8）、“加热电流调节”（9）、“试样旋转开关”（10）、“档板开关按钮”（12）等复位到 “0” 处或关闭。
12.按“放气按键”（4），对钟罩内放气，取出试样。
※ 每次蒸镀金属完毕，一定将零件垫片、垫块、垫柱、有机玻璃螺钉、玻璃罩等上的残余金属膜完全清洗干净，或者在蒸镀时对其进行遮盖保护，使其不被蒸上金属，否则金属膜将影响离子处理时加高压
实验结果：
1样品被镀上被蒸发金属，并且样品表面的金属光泽随镀层厚度的增加而逐渐呈现出镀层j金属的光泽。
2玻璃罩，电极柱，垫片和垫柱等因被镀上金属而呈现黑色。
实验感想：通过这次实验，我了解了相关技术，见识了许多高科技仪器，增长知识，了解科技前沿相关领域。这对我日后专业研究方向有指导作用。实验中，我了解到有关真空镀膜的相关工艺，实验外部条件的重要性。
第三篇：真空镀膜的常见问题和解决办法
真空镀膜机的一些常见问题与解决办法
随着镀膜技术的快速增长，各种类型的真空镀膜机也开始逐渐出现。但是论起薄膜的均匀性，恐怕所有的真空设备镀制的薄膜的均匀性都会受到某种因素影响，现在我们就溅控溅射镀膜机来看看造成不均匀的因素有哪些。对此，真空镀膜机厂家指出，它的运作原理其实很简单。就是通过真空状态下正交磁场使电子轰击氩气形成的氩离子再轰击靶材，靶材离子沉积于工件表面成膜。如此车灯镀膜机厂家就该考虑与膜层厚度的均匀性有关的有真空状态、磁场、氩气这三个方面。真空状态就需要抽气系统来控制的，每个抽气口都要同时开动并力度一致，这样就可以控制好抽气的均匀性，如果抽气不均匀，在真空室内的压强就不能均匀了，压强对离子的运动是存在一定的影响的。另外抽气的时间也要控制，太短会造成真空度不够，但太长又浪费资源，不过有真空机的存在，要控制好还是不成问题的（1）真空镀膜对环境的要求。
加工真空镀膜工艺衬底(基片)表面的清洁处理很重要。基片进入镀膜室前均应进行认真的镀前清洁处理，达到工件去油、去污和脱水的目的。
基片表面污染来自零件在加工、传输、包装过程所粘附的各种粉尘、润滑油、机油、抛光膏、油脂、汗渍等物;零件表面在潮湿空气中生成的氧化膜;零件表面吸收和吸附的气体。真空镀膜厂家这些污物基本上均可采用去油或化学清冼方法将其去掉。
对经过清洗处理的清洁表面，不能在大气环境中存放，要用封闭容器或保洁柜贮存，以减小灰尘的沾污。用刚氧化的铝容器贮存玻璃衬底，可使碳氢化合物蒸气的吸附减至最小。因为这些容器优先吸附碳氢化合物。对于高度不稳定的、对水蒸气敏感的表面，一般应贮存在真空干燥箱中。
清除镀膜室内的灰尘，设置清洁度高的工作间，保持室内高度清洁是镀膜工艺对环境的基本要求。空气湿度大的地区，除镀前要对基片、真空室内各部件认真清洗外，还要进行烘烤除气。要防止油带入真空室内，注意油扩散泵返油，对加热功率高的扩散泵必须采取挡油措施。
（2）镀层与镀膜的基本原理
A、原材料与基本原理：
原材料都是树脂、聚合物、铁氟隆、硅酮、丙烯酸、硅酸盐等，辅料、配方与量度有所不同。例添加的乳化剂，不同的量相调和，乳化出来的状态就不一样，水状、乳状、膏状都可以实现。这些物质经乳化破乳后，部份渗透或形成薄膜。
B、它们的特点和区别：
镀层：渗透功能好(要视原材料颗粒大小)，表面光滑度更优，对漆面较多“毛细孔”、粗糙、重喷过漆、漆面本身较硬需要增加光亮度的欧美车系漆面比较适用。
镀膜：而镀膜产品添加了成膜助剂与固化剂，真空镀膜厂家使其瞬间成膜，性质相应的发生了改变。例如硬度比封釉更高，对需要提升漆面硬度的漆面(如日韩车系)比较适用。
特别说明：从过滤和反射紫外线的功能来说，格耐镀层比镀膜更优。因其不需添加成膜助剂与固化剂等成份，更纯粹的石英玻璃分子覆盖层+融合层，它的双重过滤和反射紫外线能力更强。值得担心的是，劣质的镀膜产品使用非环保性成膜助剂，甚至会造成对漆面的二次化学伤害。防护层的主要性能：
①预防原车漆氧化与褪色：阻隔紫外线，最大限度减少紫外线的透射伤害。
②增加漆面光亮度：晶莹透亮的玻璃分子使汽车漆面流光溢彩，光芒耀人。
③提升漆面硬度：提升抗磨损、抗划痕性能。④防止化学性侵害，延长漆面寿命：如碱性洗车、酸雨盐雾、虫液树胶、高温严寒对车漆的伤害。
⑤增加车表的光滑度：手感丝滑,减少静电、尘埃附着及风阻系数，使日常养护更便捷。
第四篇：中山市宏辉真空镀膜有限公司简介
中山市宏辉真空镀膜有限公司
业务经营范围
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中山市宏辉真空镀膜有限公司
第五篇：实验报告
《体育测量与评价》实验报告模板
课程名称：体育测量与评价
实验名称：ISAK全套人体测量指标(共39项)测试
一、预习报告
1.实验目的①通过实验强化体格及身体成分测量的有关知识和操作技能，培养系统的积累有关数据资料，树立求真务实的风气，培养严谨的科学研究工作能力和协作精神。
②通过实际测量，准确掌握测试点的定位，正确使用测量仪器，准确读数；提高学习兴趣，培养动手能力，理论联系实际，将基本理论知识联系到体育教学、运动训练和科研的实际中去，培养对实际问题的分析处理能力，进而为体育运动实践提供科学指导。
2.实验内容
量度：体重（1项）
长度：身高、坐高、上臂、前臂、手长、髂前上棘高、大转子高、大腿、小腿、胫骨长（10项）
宽度：肩宽、髂嵴、足长、胸宽、胸厚、肱骨、股骨（7项）
围度：头围、颈围、上臂放松、紧张围、前臂、手腕、胸围、腰围、臀围、大腿、大腿中、小腿、踝围（13项）身体成分：肱
三、肩胛、肱
二、髂嵴、髂前、腹部、、大腿前、小腿内（8项）
3.实验条件
量度测量：杠杆式体重秤
长度测量：身高/坐高仪，长、短钢直尺，两米以上的卷尺，足长测量计
宽度测量：测径规
围度测量：带状软尺
体成分测量：皮褶厚度计
二、实验操作与结果
1.实验方法、步骤
①学习ISAK全套人体测量指标(共39项)测试的相关理论知识；测量方法、相关仪器使用方法、读数、产生误差的原因等。
②测量上述指标，3人一组（被测人、测量员、记录员）相互测量，完成3次测量，并将测量的结果填写在表格中，计算出平均值或取中间值记录，检查准确无误后，再填写电子版，打印后贴在实验报告的实验数据处。
③讨论交流测试各项指标的心得体会，为自己或同学制定个人锻炼计划、体质健康增强方案等提供参考数据。
2.实验现象、数据及观察结果
见附表（要求将测试数据输入表格后打印粘贴）
3.分析讨论
围绕受试者各项指标的测量结果，根据以往学习基础，参考《国家学生体质健康标准》，分析其目前体格和身体成分状况，提出制定个人锻炼计划的设想或个人增强体质健康的重点方向。
针对出现较多或较大误差的测试项目，探寻原因，提出改进措施。
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