真空镀膜概述

Craoline1224

　　现代薄膜技术的开拓者是德国学者马克斯·奥维将教授，早在20世纪30年代中期，他已开始研究和生产光学薄膜。经半个世纪后，薄膜应用已遍及国民经济各个领域。
　　
　　在机械行业，镀层刀具已得到广泛应用，镀层主要是TiN、TiC以及二者的复合镀层，还有Al203等，镀层厚度2μm～10μm。大量的廉价刀具（如钻头、丝锥），镀TiN镀层后可以加大进刀量，提高切削速度，提高生产率。工模具、量刃具、精密轴承及其它易磨损件，在表面沉积耐磨镀层（如TiC等），可大大提高使用寿命。
　　
　　在航空工业中，涡轮发动机工作温度很高，在发动机叶片上溅射一层Co-Cr-Al-Y合金后，对其抗高温氧化和抗腐蚀性能有明显的效果。如果镀上一层ATD-1型合金(35%～41%Cr，10%~12%AI，25%Y，其余为Ni)，也具有良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，它的寿命为通常燃气涡轮部件的氧化铝镀层的1倍~3倍。
　　
　　航天设备有的要在超高真空、射线辐照、高温下工作，在这种恶劣环境下，一般液体润滑剂已无能为力，而航天发动机的功率及其结构相寿命，与诸如摩擦、磨损、磨蚀、腐蚀、气蚀、高温氧化、渗漏和疲劳有直接关系，因此迫切需要固体润滑膜。用真空蒸镀、离子镀、溅射三种方法获得的固体润滑膜已在航空航天设备的各种仪器、齿轮、螺丝、轴承以及滑动部件中得到广泛应用。作为防腐涂层，离子镀Al已成功用于飞机、宇宙飞船的各种异型部件，代替氢脆敏感的电镀Cr层和在太空中易挥发的涂层。潮湿试验表明，离子镀铝抗蚀层远比电镀镍和电镀金性能优越。
　　
　　在电子学方面，真空镀膜技术是集成电路向高集成度、高性能、高可靠和高生产率发展的重要保证。有人估计，大规模集成电路有一半工序必须在真空条件或真空设备中进行，而在研制超大规模集成电路时，所需真空工艺和设备则占了75%以上。
　　
　　在能源科学方面，正在研究的有各种结构的薄膜太阳能电池，如非晶硅、III-V族(如CaAs)、Ⅱ一Ⅳ族化合物(如Cds-Cu2S)薄膜太阳能电池等。CdS-Cu2S薄膜太阳能电池具有工艺简单、成本低廉的特点，是一种有希望在地面大量应用的太阳能电池。在便宜的基板上真空沉积一层InP、CaAs等多晶半导体的薄膜，可用于太阳能电池或地面用太阳能发电系统。在石英玻璃基板上真空沉积一层SnO2、In2O2、CaO筹金属氧化物的薄膜，可用作太阳能集光器。
　
　　在受控热核反应堆的试验装置中，一些高熔点，低原子序数材料的镀层（如TiB2、B3C、TiC等）用于高温和表面保护。用离子镀在反应堆燃料元件表面镀上防腐蚀的铝膜等。
　　
　　在超导领域，有快速蒸发、低温凝聚的InSb非晶超导膜，高纯度Nb超导溅射膜以及Nb-Ge系、Nb-(Cu)系、V-Hf -Zr系超导膜等。
　　
　　在声学应用方面，ZnO薄膜是一种优良的压电薄膜材料，它具有机电耦合系数大，温度性能好，容易在各种非压电基片上形成择优取向等优点。
　　
　　除了上述应用之外，真空镀膜技术在激光同位素分离、复印技术、红外技术、包装、装饰、手工艺制品、催化以及敏感测量元件等方面都有重要的用途。