這種方法*早由M.法拉第于1857年提出,現(xiàn)代已成為常用鍍膜技術(shù)之一。蒸發(fā)鍍膜與其他真空鍍膜方法相比,具有較高的沉積速率,可鍍制單質(zhì)和不易熱分解的化合物膜。用作真空蒸發(fā)鍍的裝置稱為蒸發(fā)鍍膜機。
電鍍設(shè)備真空中制備膜層可防止膜料和鍍件表面的污染,消除空間碰撞,提高鍍層的致密性和可制備單一化合物的特殊功能的鍍層。對于大面積鍍膜,常采用旋轉(zhuǎn)基片或多蒸發(fā)源的方式以保證膜層厚度的均勻性。膜厚決定于蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率和時間(或決定于裝料量),并與源和基片的距離有關(guān)。從蒸發(fā)源到基片的距離應(yīng)小于蒸氣分子在殘余氣體中的平均自由程,以免蒸氣分子與殘氣分子碰撞引起化學(xué)作用。排氣系統(tǒng)一般由機械泵、擴散泵、管道和閥門組成。目前所用的蒸發(fā)源主要有電阻加熱、電子束加熱、感應(yīng)加熱、電弧加熱和激光加熱等多種形式。蒸氣分子平均動能約為0.1~0.2電子伏。薄膜厚度可由數(shù)百埃至數(shù)微米。
為了提高鍍層厚度的均勻性,真空室內(nèi)的鍍件夾具有行星機構(gòu)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)的運動裝置,如用行星運動方式,這種運動方式成膜均勻性好,臺階覆蓋性能良好,鍍件裝載量大,可以充分利用真空鍍膜室的有效空間,是目前經(jīng)常采用的運動方式。蒸發(fā)鍍膜機主要由真空室、排氣系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)和電氣設(shè)備四部分組成。
蒸發(fā)物質(zhì)如金屬、化合物等置于坩堝內(nèi)或掛在熱絲上作為蒸發(fā)源,待鍍工件,如金屬、陶瓷、塑料等基片置于坩堝前方。通過加熱蒸發(fā)某種物質(zhì)使其沉積在固體表面,稱為蒸發(fā)鍍膜。電氣設(shè)備包括測量真空和膜層厚度及控制臺等。因此,排氣系統(tǒng)既要求在較短的時間內(nèi)獲得低氣壓以保證快速的工作循環(huán),也要求確保在蒸氣鍍膜時迅速排除從蒸發(fā)源和工作物表面所產(chǎn)生的氣體。為了提高抽氣速率,可在機械泵和擴散泵之間加機械增壓泵。蒸發(fā)物質(zhì)的原子或分子以冷凝方式沉積在基片表面。蒸發(fā)式鍍膜機常用蒸發(fā)源是用來加熱膜材使之汽化蒸發(fā)的裝置。真空室是放置鍍件、進行鍍膜的場所,直徑一般為400~700mm,高400~800mm,用不銹鋼制作,有水冷卻裝置。待系統(tǒng)抽至高真空后,加熱坩堝使其中的物質(zhì)蒸發(fā)。蒸發(fā)系統(tǒng)包括蒸發(fā)源和加熱蒸發(fā)源的電氣設(shè)備。