第一篇:薄膜物理与技术要点总结
第一章
最可几速率:根据麦克斯韦速率分布规律,可以从理论上推得分子速率在vm处有极大值,vm称为最可几速率2kT2RT1.41RT,Vm速度分布
平均速度:8kTm8RTm1.59RTM,分子运动平均距离
均方根速度:3kTm3RTM1.73RTM平均动能
真空的划分:粗真空、低真空、高真空、超高真空。
真空计:利用低压强气体的热传导和压强有关;(热偶真空计)利用气体分子电离;(电离真空计)
真空泵:机械泵、扩散泵、分子泵、罗茨泵 机械泵:利用机械力压缩和排除气体
扩散泵:利用被抽气体向蒸气流扩散的想象来实现排气作用 分子泵:前级泵利用动量传输把排气口的气体分子带走获得真空。
平均自由程:每个分子在连续两次碰撞之间的路程称为自由程;其统计平均值成为平均自由程。
常用压强单位的换算 1Torr=133.322 Pa 1 Pa=7.5×10-3 Torr 1 mba=100Pa 1atm=1.013*100000Pa 真空区域的划分、真空计、各种真空泵
粗真空 1×105 to 1×102 Pa 低真空 1×102 to 1×10-1 Pa 高真空 1×10-1 to 1×10-6 Pa 超高真空旋转式机械真空泵
油扩散泵
复合分子泵
属于气体传输泵,即通过气体吸入并排出真空泵从而达到排气的目的分子筛吸附泵
钛升华泵
溅射离子泵
低温泵
属于气体捕获泵,即通过各种吸气材料特有的吸气作用将被抽气体吸除,以达到所需真空。不需要油作为介质,又称为无油泵 绝对真空计:
U型压力计、压缩式真空计 相对真空计:
mMM×10-6 Pa <1
放电真空计、热传导真空计、电离真空计
机械泵、扩散泵、分子泵的工作原理,真空计的工作原理 第二章
1.什么是饱和蒸气压?蒸发温度?
饱和蒸气压:在一定温度下,真空室内蒸发物质的蒸气与固体或液体平衡过程中所表现出的压力 蒸发温度:物质在饱和蒸气压为10-2托时的温度。2.克--克方程及其意义? 克-克方程dPHdTT(VgVs),可以知道饱和蒸气压和温度的关系,对于薄膜的制作技术有重要实际意义, 帮助我们合理地选择蒸发材料和确定蒸发条件.kT22P3.蒸发速率、温度变化对其的影响?
根据气体分子运动论,在气体压力为P时,单位时间内碰撞单位面积器壁上的分子数量,即碰撞分子流量(通量或蒸发速率)J: 在蒸发源以上温度蒸发,蒸发源温度的微小变化即可以引起蒸发速率发生很大变化。4.平均自由程与碰撞几率的概念?
气体分子处于不规则的热运动状态,每个气体分子在连续两次碰撞之间的路程称为“自由程”,其统计平均值称为“平均自由程”。或者 粒子在两次碰撞之间所飞行的平均距离称为蒸发分子的平均自由程。
蒸发材料分子能与真空室中残余气体分子相互碰撞的数目占总的蒸发材料分子的百分数。热平衡条件下,单位时间通过单位面积的气体分子数为气体分子对基板的碰撞率。
7.MBE的特点?
外延: 在一定的单晶材料衬底上,沿衬底某个指数晶面向外延伸生长一层单晶薄膜。1)2)3)4)5)6)MBE可以严格控制薄膜生长过程和生长速率。MBE虽然也是以气体分子论为基础的蒸发过程,但它并不以蒸发温度为控制参数,而是以四极质谱、原子吸收光谱等近代分析仪器,精密控制分子束的种类和强度。
MBE是一个超高真空的物理淀积过程,即不需要中间化学反应,又不受质量输运的影响,利用快门可对生长和中断进行瞬时控制。薄膜组成和掺杂浓度可以随源的变化作迅速调整。MBE的衬底温度低,降低了界面上热膨胀引入的晶格失配效应和衬底杂质对外延层自掺杂扩散的影响。
MBE是一个动力学过程,即将入射的中性粒子(原子或分子)一个一个地堆积在衬底上进行生长,而不是一个热力学过程,所以它可以生长普通热平衡生长难以生长的薄膜。MBE生长速率低,相当于每秒生长一个单原子层,有利于精确控制薄膜厚度、结构和成分,形成陡峭的异质结结构。特别适合生长超晶格材料。MBE在超高真空下进行,可以利用多种表面分析仪器实时进行成分、结构及生长过程分析,进行科学研究。
8.膜厚的定义?监控方法?
厚度:是指两个完全平整的平行平面之间的距离,是一个可观测到实体的尺寸。理想薄膜厚度:基片表面到薄膜表面之间的距离。由于实际上存在的表面是不平整和不连续的,而且薄膜内部还可能存在着针孔、杂质、晶体缺陷和表面吸附分子等,所以要严格的定义和测准薄膜的厚度实际上比较困难的。膜厚的定义,应该根据测量的方法和目的来决定。
称重法(微量天平法
石英晶体振荡法)电学方法(电阻法 电容法 电离式监控记法)
光学方法(光吸收法 光干涉法
等厚干涉条纹法)触针法(差动变压器法
阻抗放大法
压电元件法
P50
第三章
1.溅射镀膜和真空镀膜的特点?
优点:1.任何物质都可以溅射,尤其是高熔点、低蒸气压元素化合物2.溅射膜和基板的附着性好3.溅射镀膜密度高,针孔少,且膜层的纯度较高4.膜度可控性和重复性好
缺点:5溅射设备复杂,需要高压装置;6成膜速率较低(0.01-0.5m)。
2.正常辉光放电和异常辉光放电的特征?
正常辉光放电:在一定电流密度范围内,放电电压维持不变。在正常辉光放电区,阴极有效放电面积随电流增加而增大,从而使有效区内电流密度保持恒定。异常辉光放电:电流增大时,放电电极间电压升高,且阴极电压降与电流密度和气体压强有关。
当整个阴极均成为有效放电区域后,只有增加阴极电流密度,才能增大电流,形成均匀而稳定的“异常辉光放电”,并均匀覆盖基片,这个放电区就是溅射区域。
3.射频辉光放电的特点?
1.在辉光放电空间产生的电子可以获得足够的能量,足以产生碰撞电离; 2.由于减少了放电对二次电子的依赖,降低了击穿电压;
3.射频电压可以通过各种阻抗偶合,所以电极可以不是导体材料。4.溅射的概念及溅射参数?
溅射是指荷能粒子轰击固体表面(靶),使固体原子或者分子从表面射出的现象。1.溅射阈值2.溅射率及其影响因素3.溅射粒子的速度和能量分布4.溅射原子的角度分布 5.溅射率的计算 5.溅射机理?
溅射现象是被电离气体的离子在电场中加速并轰击靶面,而将能量传递给碰撞处的原子,导致很小的局部区域产生高温,使靶材融化,发生热蒸发。溅射完全是一个动量转移过程
该理论认为,低能离子碰撞靶时,不能直接从表面溅射出原子,而是把动量传递给被碰撞的原子,引起原子的级联碰撞。这种碰撞沿晶体点阵的各个方向进行。碰撞因在最紧密排列的方向上最有效,结果晶体表面的原子从近邻原子得到越来越多的能量。
1.溅射率随入射离子能量增大而增大,在离子能量达到一定程度后,由于离子注入效应,溅射率减小; 2.溅射率的大小与入射离子的质量有关;
3.当入射离子能量小于溅射阈值时,不会发生溅射; 4.溅射原子的能量比蒸发原子大许多倍;
5.入射离子能量低时,溅射原子角度分布不完全符合余弦定律,与入射离子方向有关; 6.电子轰击靶材不会发生溅射现象。
6.二极直流溅射、偏压溅射、三极或四极溅射、射频溅射、磁控溅射、离子束溅射结构及原理?
二极直流溅射靶材为良导体,依靠气体放电产生的正离子飞向阴极靶,一次电子飞向阳极,放电依靠正离子轰击阴极所产生的二次电子,经阴极加速后被消耗补充的一次电子维持。
三极或四极溅射: 热阴极发射的电子与阳极产生等离子体,靶相对于该等离子体为负电位.为把阴极发射的电子全部吸引过来,阳极上加正偏压,20V左右。为使放电稳定,增加第四个电极——稳定化电极.偏压溅射: 基片施加负偏压,在淀积过程中,基片表面将受到气体粒子的稳定轰击,随时消除可能进入薄膜表面的气体,有利于提高薄膜纯度,并且也可除掉粘除力弱的淀积粒子,对基片进行清洗,表面净化,还可改变淀积薄膜的结构。
射频溅射: 可以用射频辉光放电解释。等离子体中的电子容易在射频场中吸收能量并在电场内振荡,与工作气体的碰撞几率增大,从而使击穿电压和放电电压显著降低。
磁控溅射:使用了磁控靶,施加磁场来改变电子的运动方向,束缚并延长电子运动轨迹,进而提高电子对工作气体的电离效率和溅射沉积率。在阴极靶的表面上形成一个正交的电磁场。溅射产生的二次电子在阴极位降区内被加速成为高能电子,但是它并不直接飞向阳极,而在电场和磁场的作用下作摆线运动。高能电子束缚在阴极表面与工作气体分子发生碰撞,传递能量,并成为低能电子。
离子束溅射:离子源、屏蔽罩。由大口径离子束发生源引出惰性气体,使其照射在靶上产生建设作用,利用溅射出的粒子淀积在基片上制得薄膜。第五章
1.CVD热力学分析的主要目的?
CVD热力学分析的主要目的是预测某些特定条件下某些CVD反应的可行性(化学反应的方向和限度)。在温度、压强和反应物浓度给定的条件下,热力学计算能从理论上给出沉积薄膜的量和所有气体的分压,但是不能给出沉积速率。热力学分析可作为确定CVD工艺参数的参考 2.CVD过程自由能与反应平衡常数的过程判据?
有关。Gr与反应系统的化学平衡常数 KP
3.CVD热力学基本内容?反应速率及其影响因素?
按热力学原理,化学反应的自由能变化
r
可以用反应物和生成物的标准自由能
G来计算,即
ERTGr2.3RTlogKPKPPi(生成物)i1nP(反应物)jj1mGrGf(生成物)Gf(反应物)
Ae较低衬底温度下,τ随温度按指数规律变化。较高衬底温度下,反应物及副产物的扩散速率为决定反应速率的主要因素。
4.热分解反应、化学合成反应及化学输运反应及其特点?
热分解反应:在简单的单温区炉中,在真空或惰性气体保护下加热基体至所需温度后,导入反应物气体使之发生热分解,最后在基体上沉积出固体图层。特点:主要问题是源物质的选择和确定分解温度。选择源物质考虑蒸气压与温度的关系,注意在该温度下的分解产物中固相仅为所需沉积物质。化学合成反应:化学合成反应是指两种或两种以上的气态反应物在热基片上发生的相互反应。特点:比热分解法的应用范围更加广泛。可以制备单晶、多晶和非晶薄膜。容易进行掺杂。
化学输运反应:将薄膜物质作为源物质(无挥发性物质),借助适当的气体介质与之反应而形成气态化合物,这种气态化合物经过化学迁移或物理输运到与源区温度不同的沉积区,在基片上再通T = T1T2过逆反应使源物质重新分解出来,这种反应过程称为化学输运反应。特点:
不能太大;平衡常数KP接近于1。5.CVD的必要条件?
1.在沉积温度下,反应物具有足够的蒸气压,并能以适当的速度被引入反应室; 2.反应产物除了形成固态薄膜物质外,都必须是挥发性的; 3.沉积薄膜和基体材料必须具有足够低的蒸气压,6.什么是冷壁CVD?什么是热壁CVD?特点是什么?
冷壁CVD:器壁和原料区都不加热,仅基片被加热,沉积区一般采用感应加热或光辐射加热。缺点是有较大温差,温度均匀性问题需特别设计来克服。适合反应物在室温下是气体或具有较高蒸气压的液体。
热壁CVD:器壁和原料区都是加热的,反应器壁加热是为了防止反应物冷凝。管壁有反应物沉积,易剥落造成污染。7.什么是开管CVD?什么是闭管CVD?特点是什么?
开口CVD的特点:能连续地供气和排气; 反应总处于非平衡状态;在大多数情况下,开口体系是在一个大气压或稍高于一个大气压下进行的;开口体系的沉积工艺容易控制,工艺重现性好,工件容易取放,同一装置可反复多次使用;有立式和卧式两种形式。
闭管法的优点:污染的机会少,不必连续抽气保持反应器内的真空,可以沉积蒸气压高的物质。缺点:材料生长速率慢,不适合大批量生长,一次性反应器,生长成本高;管内压力检测困难等。关键环节:反应器材料选择、装料压力计算、温度选择和控制等。8.什么是低压CVD和等离子CVD?
低压CVD:气相输运和反应。低压下气体扩散系数增大,使气态反应物和副产物的质量传输速率加快,形成薄膜的反应速率增加。等离子CVD:等离子体参与的利用在等离子状态下粒子具有的较高能量,使沉积温度降低化学气相沉积称为等离子化学气相沉积。第七章
1.薄膜形成的基本过程描述?
薄膜形成分为:凝结过程、核形成与生长过程、岛形成与结合生长过程。2.什么是凝聚?入射原子滞留时间、平均表面扩散时间、平均扩散距离的概念? 凝聚:吸附原子结合成原子对及其以后的过程
入射原子滞留时间:入射到基体表面的原子在表面的平均滞留时间a与吸附能Ed之间的关系为a0exp(Ed/kT)
0'exp(ED/kT)。平均表面扩散时间:吸附原子在一个吸附位置上的停留时间称为平均表面扩散时间,用D表示。它和表面扩散能ED之间的关系是D平均扩散距离:吸附原子在表面停留时间经过扩散运动所移动的距离(从起始点到终点的间隔)称为平均表面扩散时间,并用
x表示,它与吸附能Ed和扩散能ED之间的关系为xa0expEdED/kT
3.什么是捕获面积?对薄膜形成的影响? 捕获面积:吸附原子的捕获面积
当 S
时,每个吸附原子的捕获面积内只有一个原子,故不能形成原子对,也不能产生凝结。当 S
时,发生部分凝结。平均每个吸附原子的捕获面积内有一个或两个吸附原子,可形成1原子对或三原子团。在滞留时间内,一部分吸附原子有可能重新蒸发掉。当
时,每个吸附原子的捕获面积内至少有两个吸附原子。可形成原子对或更大的原子团,从而达到完全凝结。4.凝聚过程的表征方法? SDNno1S2凝结系数(单位时间内,完全凝结的气相原子数与入射到基片表面上的总原子数之比)、粘附系数(单位时间内,再凝结的气相原子数与入射到基片表面上的总原子数之比)、热适应系数(表征入射气相(或分子)与基体表面碰撞时相互交换能量的程度的物理量称为热适应系数)。5.核形成与生长的物理过程。
岛状生长模式、层状生长模式、层岛混合模式
6.核形成的相变热力学和原子聚集理论的基本内容?
认为薄膜形成过程是由气相到吸附相、再到固相的相变过程,其中从吸附相到固相的转变是在基片表面上进行的。
原子聚集理论将核(原子团)看作一个大分子聚集体,用其内部原子之间的结合能或与基片表面原子之间的结合能代替热力学理论中的自由能。7.什么是同质外延、异质外延?晶格失配度?
外延工艺是一种在单晶衬底的表面上淀积一个单晶薄层的方法。如果薄膜与衬底是同一种材料该工艺被称为同质外延,常被简单地称为外延。如果薄膜与衬底不是同一种材料该工艺被称为异质外延,常被简单地称为外延。
晶格失配度若沉积薄膜用的基片材料的晶格常数为a,薄膜材料的晶格常数为b,在基片上外延生长薄膜的晶格失配数m可用下式表示mbaa。
ERAexpD设沉积速率为
R,基片温度为 T,
kT
薄膜生长速率要小于吸附原子 8..形成外延薄膜的条件?
在基片表面上的迁移速率;提高温度有利于形成外延薄膜 第八章
1.薄膜结构是指哪些结构?其特点是哪些?
薄膜的结构按研究对象不同分为组织结构、晶体结构、表面结构。
(1)组织结构是指薄膜的结晶形态,包括无定形结构、多晶结构、纤维结构、单晶结构。无定形结构:结构特性:近程有序、长程无序;不具备晶体的性质;亚稳态。晶界上存在晶格畸变;界面能:界面移动造成晶粒长大和界面平直化;空位源:杂质富集;纤维结构薄膜是指晶粒具有择优取向的薄膜
(2)晶体结构:多数情况下,薄膜中晶粒的晶格结构与体材料相同,只是晶粒取向和晶粒尺寸不同,晶格常数也不同。薄膜材料本身的晶格常数与基片材料晶格常数不匹配; 薄膜中有较大的内应力和表面张力。
(3)表面结构:薄膜表面形成过程,由热力学能量理论,薄膜表面平化;晶粒的各向异性生长,薄膜表面粗化;低温基片上,薄膜形成多孔结构。2.蒸发薄膜微观结构随温度变化如何改变?
低温时,扩散速率小,成核数目有限,形成不致密带有纵向气孔的葡萄结构;随着温度升高,扩散速率增大,形成紧密堆积纤维状晶粒然后转为完全之谜的柱状晶体结构;温度再升高,晶粒尺寸随凝结温度升高二增大,结构变为等轴晶貌; 3.薄膜的主要缺陷类型及特点?
薄膜的缺陷分为:点缺陷(晶格排列出现只涉及到单个晶格格点,典型构型是空位和填隙原子,点缺陷不能用电子显微镜直接观测到,点缺陷种类确定后,它的形成能是一个定值)、位错(在薄膜中最常遇到,是晶格结构中一种“线性”不完整结构,位错大部分从薄膜表面伸向基体表面,并在位错周围产生畸变)、晶格间界(薄膜由于含有许多小晶粒,故晶粒间界面积比较大)和层错缺陷(由原子错排产生,在小岛间的边界处出现,当聚合并的小岛再长大时反映层错缺陷的衍射衬度就会消失)。4.薄膜的主要分析方法有哪些?基本原理是什么?
(1)X射线衍射法。利用X射线晶体学,X射线束射到分析样品表面后产生反射,检出器收集反射的X射线信息,当入射X射线波长、样品与X射线束夹角、及样品晶面间距d满足布拉格方程2dsinn,检测器可检测到最大光强。
(2)电子衍射法。在透射电子显微镜下观察薄膜结构同时进行电子衍射分析,电子束波长比特征X射线小得多,利用LRd,求出晶格面间距。
c/K(Z),只要(3)扫描电子显微镜分析法。将样品发射的特征X射线送入X射线色谱仪或X射线能谱仪进行化学成分分析,特征X射线波长和原子序数Z满足莫塞莱定律
测得X射线的波长,进而测定其化学成分。
(4)俄歇电子能谱法。俄歇电子的动能为E,由能量守恒定律Ek-EL1=EL23+E,近似EL1=EL23,得俄歇电子的动能E=Ek-2EL。对于每种元素的原子来说,EL1、EL23都有不同的特征值,只要测出电子动能E,就可以进行元素鉴定。利用俄歇电子能谱法中的化学位移效应不但可以鉴定样品的组分元素还可鉴定它的化学状态。
(5)X射线光电子能谱法。X射线入射到自由原子的内壳层上,将电子电离成光电子,有电子能量分析测得光电子束缚能,不同源自或同一原子的不同壳层有不同数量的特征值。可以通过元素鉴定测出。
(6)二次离子质谱法。二次离子质谱是利用质谱法分析初级离子入射靶面后,溅射产生的二次离子而获取材料表面信息的一种方法。二次离子质谱可以分析包括氢在内的全部元素,并能给出同位素的信息,分析化合物组分和分子结构。《薄膜物理与技术》
1、薄膜的定义
薄膜的制备方法
真空的定义及性质(理想气体状态方程)
真空的单位
真空区域的划分
气体的三种速度分布(最可几速度、平均速度、均方根速度)意义
平均自由程的定义及计算
余弦散射定律及意义
确定真空系统所能达到的真空度的方程
2、主要真空泵的排气原理与工作范围
几类真空计的工作原理与测量范围(填空或选择)
真空蒸发镀膜的定义
真空蒸发镀膜的基本过程
3、蒸发速率的表达式及蒸发源温度变化引起蒸发速率的变化
蒸发过程的几点假设
几种最常用的蒸发源及膜厚分布状况
4、蒸发源的类型
电子束蒸发源中电子束的加热原理及特点
高频感应蒸发源的特点
合金的蒸发中组元金属的蒸发速率之比
5、合金及化合物的蒸发方法
特殊的蒸发方法
膜厚的定义
膜厚的测量方法(尤其是原理:石英晶体振荡法、电离式监控计法光干涉法)溅射镀膜的定义
溅射镀膜的优点及缺点
直流辉光放电的区域
辉光放电过程中,如何确定阴极与阳极之间的距离
6、射频放电的频率
溅射阈值、溅射率、溅射过程
溅射的两种理论
溅射镀膜的类型(重点为二极式、磁控式、射频式)
离子镀膜的定义
离子镀膜的成膜条件(公式的计算)
离子镀膜的特点
离子轰击的作用
离子镀的类型(活性反应离子镀、射频离子镀)化学气相沉积的定义
CVD的装置组成 CVD反应的类型
CVD法制备薄膜的过程
CVD的特点
7、CVD反应体系的条件
低压化学气相沉积的原理
等离子体化学气相沉积(定义及原理)
等离子体的作用
8、有机金属化学气相沉积、光CVD、电子回旋共振等离子体沉积
溶液镀膜法的定义
化学镀的定义及原理
9、化学镀与化学沉积的异同点
如何进行化学镀镍、铜、银等金属
溶胶-凝胶法制备薄膜的工艺(至少三种)
10、阳极氧化法的定义及原理
阳极氧化法中氧化物薄膜厚度的计算公式
电镀的定义与原理
11、电镀过程中补充电极附件区域的离子的方法
对电镀层的要求
LB制备的定义及原理
LB膜的分类
薄膜的形成与生长形式
薄膜的结构类型薄膜的缺陷
薄膜的组织结构
第二篇:薄膜物理与技术要点总结
最可几速率:根据麦克斯韦速率分布规律,可以从理论上推得分子速率在vm处有极大值,vm称为最可几速率2kT2RT1.RT
,Vm速度分布平均速度:kTmm1.RT,分子运动平均距离 均方根速度:1.平均动能真空的划分:粗真空、低真空、高真空、超高真空。
真空计:利用低压强气体的热传导和压强有关;(热偶真空计)利用气体分子电离;(电离真空计)
真空泵:机械泵、扩散泵、分子泵、罗茨泵机械泵:利用机械力压缩和排除气体
扩散泵:利用被抽气体向蒸气流扩散的想象来实现排气作用 分子泵:前级泵利用动量传输把排气口的气体分子带走获得真空
第二章
1.什么是饱和蒸气压?蒸发温度?
饱和蒸气压:在一定温度下,真空室内蒸发物质的蒸气与固体或液体平衡过程中所表现出的压力
蒸发温度:物质在饱和蒸气压为10-2托时的温度。
2.克--克方程及其意义?
克-克方程dPdTH,可以知道饱和蒸气压和温度的关系,对于薄膜的制作技术有重要实际意义, 帮助我们合理地选择T(VgVs)
蒸发材料和确定蒸发条件.3.蒸发速率、温度变化对其的影响?在蒸发源以上温度蒸发,蒸发源温度的微小变化即可以引起蒸发速率发生很大变化。
4.平均自由程与碰撞几率的概念?气体分子处于不规则的热运动状态,每个气体分子在连续两次碰撞之间的路程称为“自由程”,其统计平均值称为“平均自由程”.蒸发材料分子能与真空室中残余气体分子相互碰撞的数目占总的蒸发材料分子的百分数
5.点蒸发和小平面蒸发源特性?
点蒸发源:能够从各个方向蒸发等量材料 小平面蒸发源:发射具有方向性,使在角方向蒸发的材料质量和cos成正比。
6.拉乌尔定律?如何控制合金薄膜的组分?
拉乌尔定律:在定温下,在稀溶液中,溶剂的蒸气压等于纯溶剂蒸气压乘以溶液中溶剂的物质的量分数。为保证薄膜组成,经常采用瞬时蒸发法、双蒸发源法(将要形成合金的每一成分,分别装入各自的蒸发源中,然后独立地控制其蒸发速率,使达到基板的各种原子符合组成要求。)
7.MBE的特点?
(1)是以系统中的四级质谱仪、原子吸收光谱等仪器,精密的监测分子束的强度和种类,从而严格控制生长过程和生长速率
(2)膜的组分和掺杂浓度可随源的变化迅速做出调整。
(3)衬底温度低,降低了界面上热膨胀引起的晶格失配效应和衬底杂质对外延层的自掺杂扩散影响。
(4)是一个动力学过程,它可以生长按照普通热平衡生长方法难以生长的薄膜。
(5)生长速率低,有利于实现精确控制厚度、结构与成分和形成陡峭异质结
(6)可用多种分析仪器实时观察生长面上的成分、结构和生长过程,有利于科学研究
8.膜厚的定义?监控方法?膜厚的定义,应该根据测量的方法和目的来决定。称重法(微量天平法石英晶体振荡法)电学方法(电阻法 电容法 电离式监控记法)光学方法(光吸收法 光干涉法等厚干涉条纹法)触针法(差动变压器法阻抗放大法压电元件法
第三章
1.溅射镀膜和真空镀膜的特点?1.任何物质都可以溅射,尤其是高熔点、低蒸气压元素化合物2.溅射膜和基板的附着性好
3.溅射镀膜密度高,针孔少,且膜层的纯度较高4.膜度可控性和重复性好
2.正常辉光放电和异常辉光放电的特征
正常辉光放电:在一定电流密度范围内,放电电压维持不变。
异常辉光放电:电流增大时,放电电极间电压升高,且阴极电压降与电流密度和气体压强有关。
3.射频辉光放电的特点?
1.在辉光放电空间产生的电子可以获得足够的能量,足以产生碰撞电离;2.由于减少了放电对二次电子的依赖,降低了击穿电压;3.射频电压可以通过各种阻抗偶合,所以电极可以是非金属材料。
4.溅射的概念及溅射参数?
溅射是指荷能粒子轰击固体表面(靶),使固体原子或者分子从表面射出的现象。
1.溅射阈值2.溅射率及其影响因素3.溅射粒子的速度和能量分布4.溅射原子的角度分布5.溅射率的计算
5.溅射机理?
1.溅射率随入射离子能量增大而增大,在离子能量达到一定程度后,由于离子注入效应,溅射率减小;2.溅射率的大小与入射离子的质量有关;3.当入射离子能量小于溅射阈值时,不会发生溅射;
4.溅射原子的能量比蒸发原子大许多倍;5.入射离子能量低时,溅射原子角度分布不完全符合余弦定律,与入射离子方向有关;6.电子轰击靶材不会发生溅射现象。
6.二极直流溅射、偏压溅射、三极或四极溅射、射频溅射、磁控溅射、离子束溅射结构及原理?
二极直流溅射靶材为良导体,依靠气体放电产生的正离子飞向阴极靶,一次电子飞向阳极,放电依靠正离子轰击阴极所产生的二次电子,经阴极加速后被消耗补充的一次电子维持。
三极或四极溅射:热阴极发射的电子与阳极产生等离子体,靶相对于该等离子体为负电位.为把阴极发射的电子全部吸引过来,阳极上加正偏压,20V左右。为使放电稳定,增加第四个电极——稳定化电极.偏压溅射:基片施加负偏压,在淀积过程中,基片表面将受到气体粒子的稳定轰击,随时消除可能进入薄膜表面的气体,有利于提高薄膜纯度,并且也可除掉粘除力弱的淀积粒子,对基片进行清洗,表面净化,还可改变淀积薄膜的结构。
射频溅射:可以用射频辉光放电解释。等离子体中的电子容易在射频场中吸收能量并在电场内振荡,与工作气体的碰撞几率增大,从而使击穿电压和放电电压显著降低。
磁控溅射:使用了磁控靶,施加磁场来改变电子的运动方向,束缚并延长电子运动轨迹,进而提高电子对工作气体的电离效率和溅射沉积率。在阴极靶的表面上形成一个正交的电磁场。溅射产生的二次电子在阴极位降区内被加速成为高能电子,但是它并不直接飞向阳极,而在电场和磁场的作用下作摆线运动。高能电子束缚在阴极表面与工作气体分子发生碰撞,传递能量,并成为低能电子。
离子束溅射:离子源、屏蔽罩。由大口径离子束发生源引出惰性气体,使其照射在靶上产生建设作用,利用溅射出的粒子淀积在基片上制得薄膜。
第四章
1.离子镀膜的优缺点?
优点:(1)膜层的附着性好。利用辉光放电产生的大量高能粒子对基片进行清洗,在膜基界面形成过渡层或膜材与基材的成分混合层,有效的改善膜层的附着性能(2)膜层的密度高(通常和大块材料密度相同)。(3)绕射性能好。(4)可镀材质范围广泛(5)有利于化合物膜层的形成(6)淀积速率高,成膜速率快,可镀较厚的膜。
缺点:(1)膜层的缺陷密度高(2)高能粒子轰击基片温度高,需要进行冷却。
2.离子镀膜系统工作的必要条件?
必要条件:造成一个气体放电的空间;将镀料原子(金属原子或非金属原子)引进放电空间,使其部分离化。
成膜条件: nnj
3.离子镀膜技术的分类?
直流二极型离子镀、三极和多阴极型离子镀、活性反应离子镀膜、射频离子镀膜技术、4.直流二极溅射、三极和多阴极离子镀、活性反应离子镀、射频离子镀的原理和特点?
直流二极型离子镀是利用二极间的辉光放电产生离子、并由基板所加的负电压对其加速。
特点:轰击离子能量大,引起基片温度升高,薄膜表面粗糙,质量差;工艺参数难于控制。设备简单,技术容易实现,用普通真空镀膜机就可以改装,因此也具有一定实用价值。附着力好。
三极和多阴极型离子镀
特点:可实现低气压下的离子镀膜,镀膜质量好,光泽致密;多阴极方式中,阴极电压在200V就能在10-3 Torr左右开始放电;改变辅助阴极(多阴极)的灯丝电流来控制放电状态;灯丝处于基板四周,扩大了阴极区、改善了绕射性,减少了高能离子对工件的轰击作用.活性反应离子镀:并用各种不同的放电方式使金属蒸气和反应气体的分子、原子激活、离化、使其活化,促进其间的化学反应,在基片表面就可以获得化合物薄膜
特点:增加了反应物的活性,在温度较低的情况下就能获得附着性能良好的碳化物、氮化物薄膜;可以在任何材料上制备薄膜,并可获得多种化合物薄膜;淀积速率高;调节或改变蒸发速率及反应气体压力可以十分方便地制取不同配比、不同结构、不同性质的同类化合物;由于采用了大功率、高功率密度的电子束蒸发源,几乎可以蒸镀所有金属和化合物;清洁,无公害。射频离子镀:通过分别调节蒸发源功率、线圈的激励功率、基板偏压等,可以对上述三个区域进行独立的控制,由此可以在一定程度上改善膜层的物性。
特点:蒸发、离化、加速三种过程可分别独立控制,离化率靠射频激励,基板周围不产生阴极暗区;较低工作压力下也能稳定放电,而且离化率较高,薄膜质量好;容易进行反应离子镀;基板温升低而且较容易控制;工作真空度较高,故镀膜的绕射性差,射频对人体有害;可以制备敏感、耐热、耐磨、抗蚀和装饰薄膜。
第五章
1.CVD热力学分析的主要目的?
CVD热力学分析的主要目的是预测某些特定条件下某些CVD反应的可行性(化学反应的方向和限度)。在温度、压强和反应物浓度给定的条件下,热力学计算能从理论上给出沉积薄膜的量和所有气体的分压,但是不能给出沉积速率。热力学分析可作为确定CVD工艺参数的参考
2.CVD过程自由能与反应平衡常数的过程判据?Gr与反应系统的化学平衡常数 KP 有关。Gr2.3RTlogKPnmKPPi(生成物)P(反应物)ji1j1
3.CVD热力学基本内容?反应速率及其影响因素?
按热力学原理,化学反应的自由能变化 Gr可以用反应物和生成物的标准自由能Gf
Gf(生成物)Gf(反应物)来计算,即 Gr
E较低衬底温度下,τ随温度按指数规律变化。较高衬底温度下,反应物及副产物的扩散速率为决定反应速率AeRT的主要因素。
4.热分解反应、化学合成反应及化学输运反应及其特点?
热分解反应:在简单的单温区炉中,在真空或惰性气体保护下加热基体至所需温度后,导入反应物气体使之发生热分解,最后在基体上沉积出固体图层。
特点:主要问题是源物质的选择和确定分解温度。选择源物质考虑蒸气压与温度的关系,注意在该温度下的分解产物中固相仅为所需沉积物质。
化学合成反应:化学合成反应是指两种或两种以上的气态反应物在热基片上发生的相互反应。
特点:比热分解法的应用范围更加广泛。可以制备单晶、多晶和非晶薄膜。容易进行掺杂。
化学输运反应:将薄膜物质作为源物质(无挥发性物质),借助适当的气体介质与之反应而形成气态化合物,这种气态化合物经过化学迁移或物理输运到与源区温度不同的沉积区,在基片上再通过逆反应使源物质重新分解出来,这种反应过程称为化学输运反应。
T = T特点:T1 2不能太大;平衡常数KP接近于1。
5.CVD的必要条件?
1.在沉积温度下,反应物具有足够的蒸气压,并能以适当的速度被引入反应室;
2.反应产物除了形成固态薄膜物质外,都必须是挥发性的;3.沉积薄膜和基体材料必须具有足够低的蒸气压,6.什么是冷壁CVD?什么是热壁CVD?特点是什么?
冷壁CVD:器壁和原料区都不加热,仅基片被加热,沉积区一般采用感应加热或光辐射加热。缺点是有较大温差,温度均匀性问题需特别设计来克服。适合反应物在室温下是气体或具有较高蒸气压的液体。
热壁CVD:器壁和原料区都是加热的,反应器壁加热是为了防止反应物冷凝。管壁有反应物沉积,易剥落造成污染。
7.什么是开管CVD?什么是闭管CVD?特点是什么?
开口CVD的特点:能连续地供气和排气; 反应总处于非平衡状态;在大多数情况下,开口体系是在一个大气压或稍高于一个大气压下进行的;开口体系的沉积工艺容易控制,工艺重现性好,工件容易取放,同一装置可反复多次使用;有立式和卧式两种形式。
闭管法的优点:污染的机会少,不必连续抽气保持反应器内的真空,可以沉积蒸气压高的物质。缺点:材料生长速率慢,不适合大批量生长,一次性反应器,生长成本高;管内压力检测困难等。关键环节:反应器材料选择、装料压力计算、温度选择和控制等。
8.什么是低压CVD和等离子CVD?
低压CVD:气相输运和反应.低压下气体扩散系数增大,使气态反应物和副产物的质量传输速率加快,形成薄膜的反应速率增加 等离子CVD:等离子体参与的利用在等离子状态下粒子具有的较高能量,使沉积温度降低化学气相沉积称为等离子化学气相沉积。
第六章
1.什么是化学镀?它与化学沉积镀膜的区别?
化学镀膜是指在还原剂的作用下,使金属盐中的金属离子还原成原子,在基片表面沉积的镀膜技术,又称无电源电镀。化学镀不加电场、直接通过化学反应实现薄膜沉积。
化学镀膜的还原反应必须在催化剂的作用下才能进行,且沉积反应只发生在基片表面上。
化学沉积镀膜的还原反应是在整个溶液中均匀发生的,只有一部分金属在基片上形成薄膜,大部分形成粉粒沉积物。
2.自催化镀膜的特点?
1.可以在复杂形状表面形成薄膜;2.薄膜的孔隙率较低;3.可直接在塑料、陶瓷、玻璃等非导体表面制备薄膜;4.薄膜具有特殊的物理、化学性能;5.不需要电源,没有导电电极。
3.Sol-Gel镀膜技术的特点和主要过程?
优点:高度均匀性;高纯度;可降低烧结温度;可制备非晶态薄膜;可制备特殊材料(薄膜、纤维、粉体、多孔材料等)。缺点:原料价格高;收缩率高,容易开裂;存在残余微气孔;存在残余的羟基、碳等;有机溶剂有毒。
主要过程:复合醇盐的制备;成膜(匀胶、浸渍提拉);水解和聚合;干燥;焙烧。
4.阳极氧化镀膜和电镀的原理和特点?
金属或合金在适当的电解液中作为阳极,并施加一定的直流电压,由于电化学反应在阳极表面形成氧化物薄膜的方法,称为阳极氧化技术。特点: 得到的氧化物薄膜大多是无定形结构。由于多孔性使得表面积特别大,所以显示明显的活性,既可吸附染料也可吸附气体;化学性质稳定的超硬薄膜耐磨损性强,用封孔处理法可将孔隙塞住,使薄膜具有更好耐蚀性和绝缘性;利用着色法可以使膜具有装饰效果。
电镀的特点:膜层缺陷:孔隙、裂纹、杂质污染、凹坑等;上述缺陷可以由电镀工艺条件控制; 限制电镀应用的最重要因素之一是拐角处镀层的形成;在拐角或边缘电镀层厚度大约是中心厚度的两倍;多数被镀件是圆形,可降低上述效应的影响。
5.什么是LB技术?LB薄膜的种类?LB薄膜的特点?
(LB技术)是指把液体表面的有机单分子膜转移到固体衬底表面上的一种成膜技术。得到的有机薄膜称为LB薄膜。种类:X型膜(薄膜每层分子的亲油基指向基片表面)、Y型膜(薄膜每层分子的亲水基与亲水基相连,亲油基与亲油基相连)、Z型膜(薄膜每层分子的亲水基指向基片表面)
优点:LB薄膜中分子有序定向排列,这是一个重要特点;很多材料都可以用LB技术成膜,LB膜有单分子层组成,它的厚度取决于分子大小和分子的层数;通过严格控制条件,可以得到均匀、致密和缺陷密度很低的LB薄膜;设备简单,操作方便
缺点:成膜效率低;LB薄膜均为有机薄膜,包含了有机材料的弱点;LB薄膜厚度很薄,在薄膜表征手段方面难度较大。
第七章
1.薄膜形成的基本过程描述?
薄膜形成分为:凝结过程、核形成与生长过程、岛形成与结合生长过程。
2.什么是凝聚?入射原子滞留时间、平均表面扩散时间、平均扩散距离的概念?
凝聚:吸附原子结合成原子对及其以后的过程
入射原子滞留时间:入射到基体表面的原子在表面的平均滞留时间a与吸附能Ed之间的关系为a0exp(Ed/kT)平均表面扩散时间:吸附原子在一个吸附位置上的停留时间称为平均表面扩散时间,用D表示。它和表面扩散能ED之间的关系是D0'exp(ED/kT)。
平均扩散距离:吸附原子在表面停留时间经过扩散运动所移动的距离(从起始点到终点的间隔)称为平均表面扩散时间,并用x表示,它与吸附能Ed和扩散能ED之间的关系为xa0expEdED/kT
3.什么是捕获面积?对薄膜形成的影响?
捕获面积:吸附原子的捕获面积 SDNno
S当 2 时,每个吸附原子的捕获面积内只有一个原子,故不能形成原子对,也不能产生凝结。当1S 2时,发生部分凝结。平均每个吸附原子的捕获面积内有一个或两个吸附原子,可形成原子对或三原子团。在滞留时间内,一部分吸附原子有可能重新蒸发掉。当 S 1 时,每个吸附原子的捕获面积内至少有两个吸附原子。可形成原子对或更大的原子团,从而达到完全凝结。
4.凝聚过程的表征方法?
凝结系数(单位时间内,完全凝结的气相原子数与入射到基片表面上的总原子数之比)、粘附系数(单位时间内,再凝结的气相原子数与入射到基片表面上的总原子数之比)、热适应系数(表征入射气相(或分子)与基体表面碰撞时相互交换能量的程度的物理量称为热适应系数)。
5.核形成与生长的物理过程。岛状生长模式、层状生长模式、层岛混合模式
6.核形成的相变热力学和原子聚集理论的基本内容?
认为薄膜形成过程是由气相到吸附相、再到固相的相变过程,其中从吸附相到固相的转变是在基片表面上进行的。
原子聚集理论将核(原子团)看作一个大分子聚集体,用其内部原子之间的结合能或与基片表面原子之间的结合能代替热力学理论中的自由能。
7.什么是同质外延、异质外延?晶格失配度?
外延工艺是一种在单晶衬底的表面上淀积一个单晶薄层的方法。如果薄膜与衬底是同一种材料该工艺被称为同质外延,常被简单地称为外延。如果薄膜与衬底不是同一种材料该工艺被称为异质外延,常被简单地称为外延。
晶格失配度若沉积薄膜用的基片材料的晶格常数为a,薄膜材料的晶格常数为b,在基片上外延生长薄膜的晶格失配数m可用下式表示mba。a
8..形成外延薄膜的条件?
设沉积速率为R,基片温度为T,E薄膜生长速率要小于吸附原子在基片表面上的迁移速率;提高RAexpD 温度有利于形成外延薄膜 kT
第八章
1.薄膜结构是指哪些结构?其特点是哪些?
薄膜的结构按研究对象不同分为组织结构、晶体结构、表面结构。(1)组织结构是指薄膜的结晶形态,包括无定形结构、多晶结构、纤维结构、单晶结构。无定形结构:结构特性:近程有序、长程无序;不具备晶体的性质;亚稳态。晶界上存在晶格畸变;界面能:界面移动造成晶粒长大和界面平直化;空位源:杂质富集;纤维结构薄膜是指晶粒具有择优取向的薄膜
(2)晶体结构:多数情况下,薄膜中晶粒的晶格结构与体材料相同,只是晶粒取向和晶粒尺寸不同,晶格常数也不同。薄膜材料本身的晶格常数与基片材料晶格常数不匹配;
薄膜中有较大的内应力和表面张力。
(3)表面结构:薄膜表面形成过程,由热力学能量理论,薄膜表面平化;晶粒的各向异性生长,薄膜表面粗化;低温基片上,薄膜形成多孔结构。
2.蒸发薄膜微观结构随温度变化如何改变?
低温时,扩散速率小,成核数目有限,形成不致密带有纵向气孔的葡萄结构;随着温度升高,扩散速率增大,形成紧密堆积纤维状晶粒然后转为完全之谜的柱状晶体结构;温度再升高,晶粒尺寸随凝结温度升高二增大,结构变为等轴晶貌;
3.薄膜的主要缺陷类型及特点?
薄膜的缺陷分为:点缺陷(晶格排列出现只涉及到单个晶格格点,典型构型是空位和填隙原子,点缺陷不能用电子显微镜直接观测到,点缺陷种类确定后,它的形成能是一个定值)、位错(在薄膜中最常遇到,是晶格结构中一种“线性”不完整结构,位错大部分从薄膜表面伸向基体表面,并在位错周围产生畸变)、晶格间界(薄膜由于含有许多小晶粒,故晶粒间界面积比较大)和层错缺陷(由原子错排产生,在小岛间的边界处出现,当聚合并的小岛再长大时反映层错缺陷的衍射衬度就会消失)。
4.薄膜的主要分析方法有哪些?基本原理是什么?
(1)X射线衍射法。利用X射线晶体学,X射线束射到分析样品表面后产生反射,检出器收集反射的X射线信息,当入射X射线波长、样品与X射线束夹角、及样品晶面间距d满足布拉格方程2dsinn,检测器可检测到最大光强。
(2)电子衍射法。在透射电子显微镜下观察薄膜结构同时进行电子衍射分析,电子束波长比特征X射线小得多,利用LRd,求出晶格面间距。
(3)扫描电子显微镜分析法。将样品发射的特征X射线送入X射线色谱仪或X射线能谱仪进行化学成分分析,特征X射线波长和原子序数Z满足莫塞莱定律c/K(Z),只要测得X射线的波长,进而测定其化学成分。
(4)俄歇电子能谱法。俄歇电子的动能为E,由能量守恒定律Ek-EL1=EL23+E,近似EL1=EL23,得俄歇电子的动能E=Ek-2EL。对于每种元素的原子来说,EL1、EL23都有不同的特征值,只要测出电子动能E,就可以进行元素鉴定。利用俄歇电子能谱法中的化学位移效应不但可以鉴定样品的组分元素还可鉴定它的化学状态。
(5)X射线光电子能谱法。X射线入射到自由原子的内壳层上,将电子电离成光电子,有电子能量分析测得光电子束缚能,不同源自或同一原子的不同壳层有不同数量的特征值。可以通过元素鉴定测出。
(6)二次离子质谱法。二次离子质谱是利用质谱法分析初级离子入射靶面后,溅射产生的二次离子而获取材料表面信息的一种方法。二次离子质谱可以分析包括氢在内的全部元素,并能给出同位素的信息,分析化合物组分和分子结构。
第三篇:宽幅塑料流延薄膜技术及其装备
宽幅塑料流延薄膜技术及其装备
一、前言
尊敬的先生们/女士们
您们好!我是广东仕诚塑料机械有限公司的总经理:张春华, 我们公司是专业从事流延膜生产线、PVB玻璃夹层薄膜生产线等设备研发和生产的企业。目前,是中国国内最早具备大规模生产宽幅为3500mm以上的超宽流延膜设备能力的企业。
自20世纪90年代以来,我国塑料机械制造工业一直处于高速、稳定的发展阶段。不仅在量上急剧增长,而且在质量上也得到了显著提升。目前,我国塑料机械制造工业正处于由制造大国迈向制造强国的关键时期。进入21世纪,我国塑料机械制造技术有了质的飞跃,产品在主要综合经济技术指标上取得了突破性进展。代表我国塑料机械制造水平的企业或产品,其制造技术已进入国际先进行列。总体上说,国产塑料机械制造技术已经接近国际先进水平。然而,为抢占市场国外同行正通过独资和合作办企业的方法进入中国,其对提高我国国产设备制造技术整体水平无疑是个机遇,但对国内企业来说也是一次挑战,如何应对这一挑战是我们面临的重要课题。此外,过度竞争、价格低廉、效益下滑,企业管理水平低下、营销理念落后及行业协会缺乏凝聚力、服务管理不到位等也是急需解决的问题。
今天我很荣幸能和各位嘉宾一起讨论“宽幅塑料流延薄膜技术及其装备”。
塑料薄膜按生产方法可分为流延薄膜、吹胀薄膜和拉伸薄膜三种。流延薄膜占世界薄膜总消费量的35%,主要有CPP薄膜、CPE薄膜、PVB夹层薄膜、PET薄膜等。目前,我国流延薄膜经过几十年来的积累,已经有了长足的发展,但与发达国家相比,国内用流延方法生产的高档薄膜在薄膜消费中的比重还很小。
二、流延薄膜的功能及用途
1、CPP 薄膜具有透明性好、光泽度高、挺度好、阻湿性好、耐热性优良、易于热封合等特点。CPP薄膜经过印刷、制袋,适用于:服装、针织品和花卉包装袋;文件和相册薄膜;食品包装;及适用于阻隔包装和装饰的金属化薄膜。潜在用途还包括:食品外包装,糖果外包装(扭结膜),药品包装(输液袋),在相册、文件夹和文件等领域代替PVC,合成纸,不干胶带,名片夹,圆环文件夹以及站立袋复合材料。
CPP耐热性优良。由於PP软化点大约为140℃,该类薄膜可应用于热灌装、蒸煮袋、无菌包装等领域。加上耐酸、耐碱、耐油脂性能优良,使之成为面包产品包装或层压材料等领域的首选材料。其与食品接触性安全,演示性能优良,不会影响内装食品的风味,并可选择不同品级的树脂以获得所需的特性。
2、CPE膜也就是聚乙烯膜,它的用途极为广泛。特点是造价低廉、防水性好、但阻气性差。低压聚乙烯延伸性小,抗拉强度大,可将包装袋制得很薄,但热封性能差些,不宜用作复合里膜。高压聚乙烯膜延伸性大,抗冲击力较好,但不宜用作油炸食品类和真实、蒸煮袋的复合里膜。
3、PVB夹层膜是由聚乙烯醇缩丁醛树脂与增塑剂按一定比例混合后挤出制得的薄膜,外观为半透明薄膜,无杂质,表面平整,有一定的粗糙度和良好的柔软性。PVB夹层膜厚度一般为0.38mm、0.76mm和1.5mm三种,对无 机玻璃具有良好的粘结性,具有透明、耐热、耐寒、耐湿,机械强度高等特性。
PVB夹层玻璃由具有安全、保温、控制噪音和隔离紫外线等多项功能,广泛应用于建筑、汽车等行业。采用特殊配方生产的PVB玻璃夹层膜在航天、军事和高新技术工业等领域也有着广泛的应用,如用于飞机、航天器,军事仪器,太阳能电池和太阳能接收器等,在工业领域应用于复合减震钢板等。
4、PET彩虹膜,抗拉强度极高,抗冲击力差,透明度高,阻氧阻气性好,但不耐日晒、水蒸气透过性小,可作为一种包装或装饰材料单独使用,也可作为基材与其它材料复合。主要用于印刷品、文具、礼品、纺织品等装饰物,但不宜作蒸煮袋。
如上所述流延膜生产工艺一般采用T型模头法,这种制法特点为:(1)流延法省去管膜法的吹膜阶段,容易开车,废料少;
(2)流延法生产时,化学分子排列有序,故有利于提高薄膜的透明性、光泽及厚薄均匀度,适合于高级包装;(3)流延部分采用电动的上下摆动和前后移动结构,操作简便;(4)电晕部分采用风冷和水冷方式,产品不易变形。
挤出机先将原料树脂熔化,熔融树脂经机头流延到表面光洁的冷却辊上迅速冷却成薄膜。经厚度测量、牵引、电晕处理、展平后,切去边缘较厚的边料,再次展开并收卷为薄膜卷。
三、流延膜生产工艺的要点:
T型机头是生产关键设备之一,机头设计应使物料沿整个机唇宽度均匀地流出,机头内部流道内无滞留死角,并且使物料模具有均匀的温度,需考虑包括物料流变行为在内的多方面因素。要采用精密加工机头,常用的是渐减歧管衣架式机头。冷却辊的表面应经过精加工,表面粗糙度不大于0.15mm,转速应稳定,动力平衡性能应良好,以免产生纵向的厚度波动。采用β射线或红外测厚仪对薄膜厚度进行监测,以达到满意的厚薄公差。要生产合格的流延薄膜,不仅要在原料上调节工艺,而且要掌握好加工工艺条件。
对薄膜性能影响最大的是温度。树脂温度升高,膜的纵向(MD)拉伸强度增大,透明度增高,雾度逐渐下降,但膜的横向(TD)拉伸强度下降。比较适宜的温度为230~250℃。冷却辊上风刀使薄膜与冷却辊表面形成一层薄薄的空气层,使薄膜均匀冷却,从而保持高速生产。风刀的调节必须适当,风量过大或角度不当都可能使膜的厚度不稳定或不贴辊,造成折皱或出现花纹影响外观质量。冷却辊温度升高,膜的挺度增加,雾度增大。
冷却辊筒表面若有原料内部添加物析出,必须停机清理,以免影响薄膜外观质量。流延薄膜比较柔软,收卷时必须根据膜的厚度、生产速度等因素调整好压力和张力。否则会产生波纹影响平整性。张力选择要根据产品的拉伸强度大小而定,通常收卷张力越大,卷取后的产品不易出现卷筒松弛和跑偏现象,但在开始卷取时易出现波纹,影响卷平整。反之,卷取张力小,开始效果好,但越卷越易出现膜松弛、跑偏现象。因此,张力大小应适中,并控制张力恒定。
四、多层共挤流延膜的工艺特点:
为了提高薄膜性能,降低成本,满足用户多种用途和高性能要求,多层复合膜发展很快,尤其在生活水平相对高、重视环境保护、要求延长食品保质期和质量的发达国家。多层共聚流延膜也是其中的一种多层膜,改变了 CPP薄膜产品性能单
一、不能满足市场多方面要求的问题和弊端。
1、通用型:多层共聚流延膜可根据不同用途、设计不同的如用于自动包装机上的面包包装、衣料(特别是内衣、裤)包装、水果包装等,或用于与印刷后BOPP膜复合成BOPP/CPP二层膜,用于衣料、干燥食品(如快餐面袋、碗盖等)包装,通用型的结构是共聚PP/均聚PP/共聚PP或均聚。
2、金属化型:要求产品表面对蒸镀金属(如铝)具有极强的附着强度,蒸镀后仍能保持较好的尺寸稳定性和刚性,另一表面具有较低的热封温度和较高的热封强度,金属化型的结构亦为共聚PP/均聚PP/共聚PP。
3、蒸煮型:用于蒸煮的二层共聚CPP,能承受120℃和15MPa压力的蒸煮杀菌。既保持了内部食品的形状、风味,且薄膜不会开裂、剥离或粘结,并具有优良的尺寸稳定性,常与尼龙薄膜或聚酯薄膜复合,包装含汤汁类食品以及肉丸、饺子等食品或食前加工冷冻食品,蒸煮型三层PP膜结构为共聚PP/共聚PP/共聚PP。
4、高温蒸煮型:包装烧鸡、烧排骨和果酱、饮料需121~135℃高温杀菌的三层共聚CPP膜,其中共聚PP要求比一般蒸煮型用共聚PP性能更好。除三层膜外,还有流延阻隔性五层包装,其结构为:PP/粘合剂/PA/粘合剂/共聚PE;PP/粘合剂/PA/粘合剂/ EVA;PP/粘合剂/EVOH/粘合剂/PE;PP/粘合剂/ EVOH/ 粘合剂/ EVA;PP/粘合剂/ EVOH/粘合剂/ PP。
五、现阶段我国CPP 生产设备情况
我国从80年代中期开始引进国外的流延膜生产装置,大多是单层结构,属初级阶段。进入90年代后,我国从德国、日本、意大利、奥地利等国引进了多层共聚流延膜生产线,是我国流延膜工业的主力军,其最小生产能力为500t/a,最大生产能力达6500t/a。引进的主要设备厂家为德国Reifenhauser、Barmag、Battenfeld公司,奥地利Lenzing公司,日本三菱重工公司、日本制钢所、日本摩登机械设备公司、意大利Colines、Dolci公司等。
进入21世纪,我国的流延膜设备生产企业,在二十几年来的不断学习与积累基础上,已经有了长足的发展,国产流延膜设备的各项技术指标均已基本达到国际先进水平。例如:广东仕诚塑料机械有限公司于2003年6月推出自主创新,宽幅为2500mm的三层流延薄膜生产线;同年10月又推出宽幅为3000mm的三层流延薄膜生产线。2004年广东仕诚公司逐渐迈向成熟,于当年2月推出宽幅为2500mm的五层流延薄膜生产线,5月推出宽幅为3500mm的三层流延薄膜生产线,6月推出了国内首条PVB玻璃夹层膜生产线,又于9月推出宽幅为4500mm的三层流延薄膜生产线。经过一年多市场与时间的洗礼,广东仕诚塑料机械有限公司已经成长为行业的领航者,于2005年3推出了更加精密、配置更高的新一代PVB玻璃夹层膜生产线,并通过技术监督部门的技术鉴定,各项技术指标均达到国际先进水平,标志着国产PVB玻璃夹层膜生产线已经走向成熟。在流延设备方面,广东仕诚公司已经成长为国内仅有的,有能力生产超宽、高精密流延膜设备的企业之一,并于2005年5月推出宽幅达5000mm的三层大型流延薄膜生产线,届时在第十九届中国国际塑料橡胶工业展览会中,将现场展示5000mm超宽流延膜生产线的“收卷” 部分,并作现场推介,欢迎各界朋友莅临指导。随着广东仕诚塑料机械有限公司等一批国内企业的崛起,中国流延膜设备一定超越国际领先技术,并进一步完善产业化生产。
六、总结
随着国产设备的不断成熟,进入流延薄膜生产的门槛也随之降低。据有关部门统计,2004年我国流延薄膜市场需求增加到约27万吨。在市场需求的刺激下,去年流延薄膜的全国产量同比增长18%。目前全行业光引进 的流延薄膜生产线就已超过60台套,总生产能力达到20万吨以上,预计2005年仍将保持这一强劲的增长态势。
但同时,业内人士预测,随着我国流延薄膜新建和在建项目的纷纷投产,2005年流延薄膜的产能的大幅提高,新一轮的价格战将迅速拉开阵势。如果这一预测成真,那么,走自主创新之路,合理选择设备,开发差异化、专用化产品将是流延薄膜企业避免市场恶性竞争的唯一办法。
据统计,从国外引进一条5层共挤设备约需资金5800万元,总投资在8000万元左右。若没有市场作支撑,或市场发生变化,势必造成巨大的投资损失。而目前同吨位国产设备的生产线的投资只有进口线的1/8左右,而且技术指标、功能与进口设备相差不远,在性价比方面的优势已得到国外同行的认同。因此国内企业不能盲目迷信国外的大型设备,只有投入产出比相宜,在尽可能短期内能够得到良好的投资回报率,这才是最明知智的投资。
随着我国宏观经济调控政策实施,今年中国GDP增长短期内有所放缓,但流延薄膜仍属朝阳工业,未来几年市场需求仍将保持12%~17%的快速增长,但国内流延薄膜企业仍要认真调查研究市场,理性投资。
谢谢各位,祝大家身体健康!
我们公司将在2005年6月21日至24日举办的第十九届中国国际塑料橡胶工业展的B332展位中,现场展示5000mm超宽流延膜生产线的“收卷” 部分,欢迎各界朋友莅临指导。
附:第十九届中国国际塑料橡胶工业展览会
展出时间:2005年6月21日—2005年6月24日 展出地点:广州国际会议展览中心(广州琶洲)展位号码:B332(广东仕诚塑料机械有限公司)
第四篇:《多媒体技术与应用》复习要点
第一章 多媒体技术概述
1、媒体:用于传递各种知识信息的媒介和载体的总称。
2、按照国际电信联盟的定义,媒体分为哪几类?各自含义。五类:感觉媒体,表示媒体,显示媒体,储存媒体,传输媒体。
感觉媒体:能直接作用于人们的感觉器官,从而能使人产生直接感觉的媒体;
表示媒体:为了编辑、处理和传送感觉媒体而由人设计、创造出来的媒体;
显示媒体:用于接收感觉媒体并将其转换成数据信息,再把数据信息转换成感觉媒体并使用物理设备呈现出来; 存储媒体:用于存放表示媒体的物理介质;
传输媒体:用来将表示媒体从一出传送到另一处的媒体媒介,分为有线传输媒体、无线传输媒体。
3、多媒体技术的特点:多样性、集成性、交互性。
4、多媒体计算机组成:多媒体硬件系统、多媒体操作系统、多媒体处理系统工具、用户应用软件。视频卡作用:连接摄像机、VCR影碟机、TV等设备,以获取、处理和表现各种动画和数字化视频。音频卡作用:具有A/D和D/A音频信号的转换功能,能合成音乐、混合多种声源,还能外接MIDI电子音乐设备。
5、用Authorware7.0进行多媒体项目开发,规范的开发过程:需求分析,脚本编写,素材收集,媒体集成,调试测试。第二章 音频信息的获取与处理
1、获取音频素材的途径:从已有的素材库中获取。从CD、VCD影碟中抓取或剥离出音频。直接录制。
2、音频数字化:对模拟音频信号的采样、量化和编码的过程。音频数字化的过程:线衣采样周期抽取模拟信号的幅度值,得到离散的振幅样本序列,然后把采集的道德幅度值从模拟量转化成数字量,最后用二进制数制编码表示每个采样的量化值,送到计算机进行保存。
3、衡量数字音频好坏的三个指标:采样频率,采样精度,声道数。采样频率:单位时间诶对模拟信号的采样的次数;采样精度:对每个采样点量化的二进制位数;声道数:单声道,双声道。
4、计算声音文件的数据量
数据量(byte)=采样频率HZ*采样频率/8*声道数*时间
5、声卡的功能:录制声音,播放声音文件,音频编辑处理,混音与控制,压缩与解压缩,语音合成与识别,提供MIDI功能。
6、Audition软件的使用(结合声音录制及调节作业),三个操作界面:编辑、多轨、CD;调节音量、降噪等的方法及步骤;
7、声音文件的格式及特点:*.wav、*.mp3、*.mid、*.ra、*.wma、*.cda、*.aif等
第三章 静态图像制作与处理
1、获取图像的途径:从已有的素材库中获取,通过数码相机输入获取,通过扫描仪输入获取,计算机屏幕截取,利用图像处理软件绘制或合成。
2、色彩基础:形成图像的组成部分之一,它既可以表达物体的色彩,也可以展示人物的性格和心情。颜色的三个特征:色调,亮度,饱和度。
彩色空间:RGB彩色模式,CMYK彩色模式,HSB模式。
RGB彩色模式:计算机数字图像经常采用的一种彩色空间,红绿蓝。加色法。
CMYK彩色模式:一种印刷模式,青色,品红,黄色,黑色。减色法。
HSB模式:
三者之间的联系:
3、位图和矢量图的区别
位图:也叫做栅格图像,是用小方形网络即像素来代表图像,每个像素都被奉陪一个特定位置的颜色。
矢量图:石油焦作适量的数学对象所定义的直线和曲线组成。用CorelDraw等绘图软件创作的是矢量图形,适量图形是数据图形的集合特性来对其进行描述的。
4、图像文件的格式:BMP、TIFF、GIF、JPEG、PSD等各自特点
BMP图像文件时一种Windows标准的点阵式图形文件格式。文件未经压缩,所以文件比较大,不适于储存与网络传输 TIFF用于在应用程序之间和计算机平台之间交换文件。
GIF是Compu-Serve公司提供的一种图形格式,是一种LZE压缩格式,用来最小化文件大小和电子传递时间。
JPEG是最前所有格式中压缩率最高的格式。其最大特大是文件经过了高倍压缩,都比较小,目前绝大多数彩色和灰度图像都是使用JPEG格式压缩图像,这是一个变压缩率算法,压缩比很大并且支持多种压缩级别的格式,当对图像的精度要求不高而存储空间又有
时限,JPEG是一种理想的压缩方式。
PSD在PS所支持的各种格式中,PSD格式存取速度比其他格式快很多,功能也很强大,可存放图层、通道、遮罩等多种设计草稿。
5、Photoshop的使用:图像色彩模式的转换方法、工具箱中各类工具的使用、图像色彩色调的调整、修补图像的方法
修补图像:1)图章工具:1.仿制图章工具2.图案图章工具)2)修复工具:1.污点修复画笔工具2.修复画笔工具3.修补工具 第四章 视频文件的制作与处理
1、Premiere是Adobe公司的非线性视频编辑软件。用Premiere制作处理视频文件的步骤(结合视频制作处理练习和作业)
2、Premiere项目的设置、电视制式、时基设置;时间线的操作;视频、音频的导入与设置;场景转换、特效的使用;字幕的添加;视频输出
3、常见视频格式:windows waveform(wav)Microsoft dv avi;Filmstrip(flm)第五章平面动画信息处理
1、Flash动画的种类;
逐帧动画:所谓助阵动画,实质更改每一帧中的舞台内容,然后助阵播放这额帧的画面内容,从而形成的动画。补间动画、引导层动画、遮罩动画的制作方法 第六章 三维动画信息的制作与处理
1、三维动画制作软件、基本制作流程 第七章 多媒体应用集成1、Authorware是基于设计图标和流程线的多媒体制作和软件
2、Authorware的主要设计图标:结合多媒体综合作业“个人简历”熟悉显示图标、群组图标、等待图标、擦除图标、导航图标、移动图标、框架图标、交互图标、计算图标、数字电影图标、声音图标等的使用。
第五篇:冬季马铃薯种植技术要点总结
宁南县大行桑套作冬季马铃薯覆膜栽培技术要点
1、种薯处理:必须选用芽长1厘米左右,在散光下炼芽至绿色,出芽整齐的种薯。均忌使用未出芽的种薯,这是为以后破膜方便,减少劳动力的一项关键性技术;要求使用药剂拌种或喷洒,使用一包银法利兑一喷雾器水进行喷洒,晾干水汽后进行播种。
2、栽培方式:采用3尺拉线开厢,每厢种两行;行距6寸,退步行8寸,亩植5000窝;深沟高厢,一次成型,种完后不用再上小厢和大厢。
将地整平整细后拉线挖沟,沟宽以窄板锄挖出宽度为宜,大约7寸左右,深度不少于20厘米;挖好沟后在沟两侧错窝摆放种薯,两个种薯之间的距离是8寸,注意将种薯放在沟底两侧;然后在沟中间或两个种薯中间施用农家肥和一半的马铃薯专用肥,将播种沟填平后再在厢面上施用另一半马铃薯专用肥;最后起高垄,厢面高度不小于30厘米,厢面宽度不超过2尺,在起好的垄大厢面上用芽前除草剂,如乙草胺等对厢面和厢沟进行喷洒一次。
3、地膜覆盖:覆膜有两种方式,一是播种后立即覆膜;二是整块田出苗达10%左右开始覆膜,地膜应该选择宽膜,宽度不少于3尺。无论是哪种覆膜方式都要注意即时破膜,避免马铃薯烧苗,要随时检查马铃薯出苗情况,发现有出苗顶膜的情况就要马上破膜,就在破膜处抓土覆盖。
4、施肥:马铃薯覆膜栽培采用的是将所有肥料作为底肥一次性施入的方式,以后不再施肥。亩用腐熟农家肥1000-1500公斤,马铃薯专用肥50公斤(氮、磷、钾的含量为15:15:15),现蕾期亩用磷酸二氢钾一包(400克)兑水4喷雾器(大约60公斤)进行叶面喷施两次(每隔10天再喷一次)。
5、水浆管理:以田间土壤干湿度决定灌水次数,灌水灌浸厢水,速灌速排。