第一篇：11180131真空鍍膜實驗報告

郝樂彬 物理111近代物理實驗 11180131 真空鍍膜

預習報告

摘要：真空鍍膜也叫物理氣相沉積（PVD：physics vaporous deposit），它是利用某種物理過程，如物質的熱蒸發或在受到粒子束轟擊時物質表面原子的濺射等現象，實現物質從源物質到薄膜的可控的原子轉移過程。物理氣相沉積技術中最為基礎的兩種方法就是蒸發法和濺射法。本實驗中用到的是蒸發鍍膜法來進行真空鍍膜。從而了解真空鍍膜的原理和操作。

關鍵詞：真空鍍膜

原子轉移

氣象沉積技術

蒸發法

引

言：真空鍍膜也叫物理氣相沉積（PVD：physics vaporous deposit），它是利用某種物理過程，如物質的熱蒸發或在受到粒子束轟擊時物質表面原子的濺射等現象，實現物質從源物質到薄膜的可控的原子轉移過程。物理氣相沉積技術中最為基礎的兩種方法就是蒸發法和濺射法。在薄膜沉積技術發展的最初階段，由于蒸發法相對濺射法具有一些明顯的優點，包括較高的沉積速度，相對較高的真空度以及由此導致的較高的薄膜質量等，因此蒸發法受到了相對較大程度的重視。但另一方面，濺射法也具有自己的一些優勢，包括在沉積多元合金薄膜時化學成分容易控制，沉積層對襯底的附著力較好等。同時，現代技術對于合金薄膜材料的需求也促進了各種高速濺射方法以及高鈍靶材，高鈍氣體制備技術的發展，這些都使得濺射法制備的薄膜質量得到了很大的改善。如今，由于氣相中各組分能夠充分的均勻混合，制備的材料組分均勻，易于摻雜，制備溫度低，適合大尺寸薄膜的制備，并且能夠在形狀不規則的襯底上生長薄膜等優點，不僅上述兩種物理氣相沉積方法已經大量應用于各個技術領域之中，而且為了充分利用這兩種方法各自的優點，還開發出了許多介于上述兩種方法之間的新的薄膜沉積技術。

? 基本原理

真空鍍膜是在真空室中進行的（一般氣壓低于1.3×10-2Pa），當需要蒸發的材料（金屬或電介質）加熱到一定溫度時，材料中分子或原子的熱振動能量可增大到足以克服表面的束縛能，于是大量分子或原子從液態或直接從固態（如SiO2、ZnS）汽化。當蒸汽粒子遇到溫度較低的工件表面時，就會在被鍍工件表面沉積一層薄膜。

以下僅就源加熱方式、真空度對膜層質量的影響及蒸發源位置對薄膜均勻性的影響等問題作簡要說明。

(a)(b)為電阻型源加熱器，它們由高熔點的金屬做成線圈狀（稱為絲源）或舟狀（稱為舟源）。加熱源上可承載被蒸發材料。由于掛在絲源上的被蒸發物質（如鋁絲）可形成向各個方面發射的蒸汽流，因此絲源可用為點源，而舟源則可近似圍內發射的面源。對于不同的被蒸材料，可選取由不同材料做成，形狀各異的加熱器。其 郝樂彬 物理111近代物理實驗 11180131 選取原則為：

a.加熱器所用材料有良好的熱穩定性，其化學性質不活潑，在達到蒸發溫度時，加熱器材料本身的蒸汽壓要足夠低。

b.加熱器材料的熔點要高于被蒸發物的蒸發溫度，加熱器要有足夠大的熱容量。c.要求線圈裝加熱器所用材料熱能與蒸發物有良好的浸潤，有較大的表面張力。d.被蒸發物與加熱器材料的互溶性必須很低，不產生合金。

e.對于不易制成絲狀，或被蒸發物與絲狀加熱器的表面張力較小時，可采用舟狀加熱器。日前常用鎢絲加熱器蒸發鋁，用鉬舟加熱器蒸發銀、金、硫化鋅、氟化鎂等材料，與電阻器配合的關鍵部件是低壓大電流變壓器，對不同的蒸發材料及加熱器可將電流分配塞置于相應位置，以保證獲得合適的功率。電阻源加熱器具有簡便、設備成本低等優點，但由于加熱器與蒸發物在電阻加熱器上的裝載量不能太多，因此所蒸膜厚也將受到限制。圖1(c)是一種電子束蒸發源的示意圖。它是利用高電壓加速并聚焦的電子束經磁偏轉，在真空中直接打到蒸發源表面，使蒸發物表面的局部溫度升高并溶化來實現真空沉積的。電子束可使熔點高達3000℃以上的材料熔化。電子束蒸發時，蒸發物中心局部熔融并為汽化時，其邊緣部分仍處于固體狀態，這樣就可避免蒸發物與坩堝的反映，保證蒸發物不受沾污。（2）物質的蒸發速度

在一定的溫度下，每種液體或固體物質都有特定的平衡蒸氣壓。只有當環境中被蒸發物 質的分壓降低到它們的平衡蒸氣壓以下時，才可能有物質的凈蒸發。單位源物質表面上物質 的凈蒸發速率為（詳細推導見參考文獻2，P4）：

其中，Γ為單位物質表面的質量蒸發速度，M為分子或原子的相對原子質量，T 是氣體的熱力學溫度，R 為氣體常數，NA 為阿伏伽德羅（Avogadro）常數。由于物質的平衡蒸氣壓隨著溫度的上升增加很快，因而對物質蒸發速度影響最大的因素是蒸發源的溫度。（3）真空度對膜層質量的影響。

真空鍍膜對真空度的要求是出于以下兩方面的考慮：

a.真空度足夠高，可以使蒸汽分子以射線狀從蒸發源向基體發射。這樣可以使蒸發材料的利用率及沉積速率大大提高。在正常工作時要求真空室內氣體分子的平均自由程比蒸發源到被鍍基體的距離大得多。真空室內殘余氣體分子的平均自由程可以由下式表示：

其中，n 為單位體積內氣本分子數，σ為氣體分子的有效直徑。此式表明，氣體分子平均自 由程決定于單位體積內的分子數n，由于n 正比于氣體壓強P，因此λ與P 成反比，或者說，氣體分子自由程與真空度成正比。一般要求氣體分子平均自由程是源到基體距離（h）的2～3倍，因此對于h =20cm的真空鍍膜機，要求其真空度為10帕至10帕。b.如果沒有足夠高度的真空度，真空室內的殘余氣體分子可能是很可觀的。由空氣動力學可

?2?3郝樂彬 物理111近代物理實驗 11180131 知，當氣壓為1.3×10帕時,每平方厘米基體表面，每秒鐘內，可有5×10個氣體分子與其發生碰撞。由于殘余氣體中包含各種氣體成份，尤其是氧等氣體分子容易被基體吸附后改變膜層的結構和成份，因此在真空鍍膜時必須保持一足夠高的真空度。（4）蒸發源位置與薄膜的均勻性。

由理論分析可知，當一個點源放在一個半徑為r 的球心位置時，則在整個球面上得到的沉積層厚度是均勻的。實際的蒸發源總有一定線度，不能看成理想的點源，因此球面上的淀積量不可能很均勻，線度越大，均勻性越差。此外，基體也不可能恰好是半徑為r的球面，它們常常是一些平面或有特定曲率半徑的曲面，這也影響了鍍層的均勻性。為了使鍍層有良好的均勻性，目前常用的方法是使載工件的平面繞圖2 所示的oo'軸轉動，把一小面源置于距中心為R 的位置上，這樣可使均勻性得到改善。更精良的設計是將工件盤做成既能自轉（繞o'軸），又能公轉（繞o 軸）的行星盤結構（如圖3 所示），這種結構對膜層的均勻性是更為有利的。

? 實驗部分

動手操作前認真學習講義及有關資料，熟悉鍍膜機和有關儀器的結構及功能、操作程序與注意事項。

（1）準備基底：清洗載玻片，在潔凈的載玻片上均勻涂上硅油。（2）鍍膜室的清理與準備。先向鐘罩內充氣一段時間，然后升鐘罩，裝好基片、電極鎢絲和鋁絲，清理鍍膜室（壁上的沉積物可以用丙酮清洗），降下鐘罩。

（3）把需要蒸鍍的材料銀放入真空室中的鉬舟中，并在真空室頂部裝好基底，關好真空室。（4）開機械泵，開啟復合真空計中的電偶計（注意電離計保持關閉狀態）（5）間隔的拉動三通閥，使得儲氣桶和真空室的真空度底于6.7pa。

（6）打開冷卻水，加熱油擴散泵越為40分鐘。（在保證4、5隨即正常進行的前提下，4、6可以同時進行，以節省時間。否則必須在5進行后才能進行6。（7）將三通閥推至死點，開啟高真空碟閥。?315郝樂彬 物理111近代物理實驗 11180131（8）當熱偶計示數小于0。1pa時，開啟電離計，轉向高真空測量。

（9）注意電離計示數的變化，同時電離計轉換測量檔。直到達到所需的壓強為止（約為10?2?10?3pa）。

（10）開啟版面上的“鍍膜”逐漸轉動“燈絲—鍍膜調節”加大電流，給鉬舟電，鉬舟漸漸發紅，舟中的蒸發物開始液化，逐漸蒸發完。過幾秒時間，關掉電流和鍍膜開關。（11）關掉電離計，關碟閥。

（12）停止油擴散泵加熱，關復合真空計。

（13）冷卻數分鐘之后，對真空室沖氣，打開真空室，取出被鍍樣品。（14）關好真空室，對容器抽低真空3—5分鐘。（15）在顯微鏡下觀察液面薄膜。

（16）油擴散泵冷卻至室溫后，停止機械泵，切斷水源和電源，全部工作完成。

? 實驗結果處理（實驗數據

實驗中最后得到的鍍膜電流為40A，由于鍍膜過程中包含金屬錫絲熔化過程，且肉眼無法直接觀察真空室內金屬錫絲,只能定性的觀察紅光或者從側面已成膜的地方觀察,因而40A可能并不是真正的鍍膜電流，是靠主觀定性觀察所得。

下面為實驗鍍膜情況 實驗結論

實驗中完成真空的獲得后，開始鍍膜，慢慢調大鍍膜電流，發現真空室慢慢出現紅光，觀察到紅光被部分遮擋或者從側面看出現類似鏡子側面的紫光時，鍍膜完成。第一次實驗失敗，發現玻片上只有很薄的鍍膜痕跡，經過分析，原因在控制鍍膜電流時操之過急，導致金屬錫絲沒有全部熔化，熔斷后掉落在真空室中。第兩次實驗大致成功，分析鍍膜成果（見實驗數據中的圖片），發現鍍膜比較清晰，厚度可以，只是出現不均勻現象。經分析我認為，原因是在放置金屬錫絲的使用，鎢絲一側較多，一側比較少，加之金屬錫絲是線性的，導致鍍膜出現不均勻的現象。郝樂彬 物理111近代物理實驗 11180131 實驗所得鍍膜電流為40A，由于鍍膜過程中包含金屬錫絲熔化過程，且肉眼無法直接觀察真空室內金屬錫絲,只能定性的觀察因而40A可能并不是真正的鍍膜電流，是靠主觀定性觀察所得。

本實驗在上個學期的實驗基礎上，加上了鍍膜部分，總體思想是學習一種方法，見識一項工藝，領會一門技術。通過實驗，我們大致了解了實驗中的各項操作，明白了各步實驗操作的目的，對于實驗理論的理解也更加深刻了。

第二篇：真空鍍膜工藝的原理與實踐實驗報告

實驗報告

實驗名稱：真空鍍膜工藝的原理與實踐

實驗目的：了解真空鍍膜的工藝原理和過程，拓展學生視野鍛煉其動手能力。實驗裝置：本實驗采用北京中科科儀生產的SBC-2型多功能試樣表面處理機，該處理機是為掃描電鏡和電子探針等進行試樣制備的設備，可進行真空蒸碳、真空鍍膜和離子濺射，它也可以在高純氬氣的保護之下進行多種離子處理。用本設備處理的試樣既可用于樣品的外貌觀察又可以進行成分分析，尤其是成分的定量分析更為適宜。本儀器裝有分子泵，分子泵系統特別適用于對真空要求高、真空環境好的用戶選用。

實驗方案及操作：

1.按真空鍍膜零部件圖（圖1）安裝所需零部件，其中試樣放在樣品杯上

2.在金屬蒸發頭電極上接上鎢絲加熱器，將鎢絲做成Ⅴ型。

3.將待蒸發物纏到鎢絲上。

4.接金屬蒸發頭引線，蓋上鐘罩，對鐘罩抽真空使其真空度達到 7×10-1 ―1.0×10-2Pa。

5.把“蒸發電極選擇開關”（8）選取在鎢絲所置的電極序號上。

6.按動“檔板按鈕開關”（12），當擋板處于擋住位置時，立即松開。

7.打開“試樣旋轉開關”（10），調節“試樣轉速調節”旋鈕（11），使它以適當的速度旋轉。

8.旋轉 “加熱電流調節” 旋鈕（9），使鎢絲加熱呈赤紅狀態，鍍膜物質開始熔融后，退去加熱電流。

9.按動“檔板開關按鈕”（12），使擋板打開。

10.進一步旋轉 “加熱電流調節” 旋鈕（9），使加熱器呈發光狀態。

11.當鍍膜物質全部蒸發完后，使“蒸發電極選擇開關”（8）、“加熱電流調節”（9）、“試樣旋轉開關”（10）、“檔板開關按鈕”（12）等復位到 “0” 處或關閉。

12.按“放氣按鍵”（4），對鐘罩內放氣，取出試樣。

※ 每次蒸鍍金屬完畢，一定將零件墊片、墊塊、墊柱、有機玻璃螺釘、玻璃罩等上的殘余金屬膜完全清洗干凈，或者在蒸鍍時對其進行遮蓋保護，使其不被蒸上金屬，否則金屬膜將影響離子處理時加高壓

實驗結果：

1樣品被鍍上被蒸發金屬，并且樣品表面的金屬光澤隨鍍層厚度的增加而逐漸呈現出鍍層j金屬的光澤。

2玻璃罩，電極柱，墊片和墊柱等因被鍍上金屬而呈現黑色。

實驗感想：通過這次實驗，我了解了相關技術，見識了許多高科技儀器，增長知識，了解科技前沿相關領域。這對我日后專業研究方向有指導作用。實驗中，我了解到有關真空鍍膜的相關工藝，實驗外部條件的重要性。

第三篇：真空鍍膜的常見問題和解決辦法

真空鍍膜機的一些常見問題與解決辦法

隨著鍍膜技術的快速增長，各種類型的真空鍍膜機也開始逐漸出現。但是論起薄膜的均勻性，恐怕所有的真空設備鍍制的薄膜的均勻性都會受到某種因素影響，現在我們就濺控濺射鍍膜機來看看造成不均勻的因素有哪些。對此，真空鍍膜機廠家指出，它的運作原理其實很簡單。就是通過真空狀態下正交磁場使電子轟擊氬氣形成的氬離子再轟擊靶材，靶材離子沉積于工件表面成膜。如此車燈鍍膜機廠家就該考慮與膜層厚度的均勻性有關的有真空狀態、磁場、氬氣這三個方面。真空狀態就需要抽氣系統來控制的，每個抽氣口都要同時開動并力度一致，這樣就可以控制好抽氣的均勻性，如果抽氣不均勻，在真空室內的壓強就不能均勻了，壓強對離子的運動是存在一定的影響的。另外抽氣的時間也要控制，太短會造成真空度不夠，但太長又浪費資源，不過有真空機的存在，要控制好還是不成問題的（1）真空鍍膜對環境的要求。

加工真空鍍膜工藝襯底(基片)表面的清潔處理很重要。基片進入鍍膜室前均應進行認真的鍍前清潔處理，達到工件去油、去污和脫水的目的。

基片表面污染來自零件在加工、傳輸、包裝過程所粘附的各種粉塵、潤滑油、機油、拋光膏、油脂、汗漬等物;零件表面在潮濕空氣中生成的氧化膜;零件表面吸收和吸附的氣體。真空鍍膜廠家這些污物基本上均可采用去油或化學清冼方法將其去掉。

對經過清洗處理的清潔表面，不能在大氣環境中存放，要用封閉容器或保潔柜貯存，以減小灰塵的沾污。用剛氧化的鋁容器貯存玻璃襯底，可使碳氫化合物蒸氣的吸附減至最小。因為這些容器優先吸附碳氫化合物。對于高度不穩定的、對水蒸氣敏感的表面，一般應貯存在真空干燥箱中。

清除鍍膜室內的灰塵，設置清潔度高的工作間，保持室內高度清潔是鍍膜工藝對環境的基本要求。空氣濕度大的地區，除鍍前要對基片、真空室內各部件認真清洗外，還要進行烘烤除氣。要防止油帶入真空室內，注意油擴散泵返油，對加熱功率高的擴散泵必須采取擋油措施。

（2）鍍層與鍍膜的基本原理

A、原材料與基本原理：

原材料都是樹脂、聚合物、鐵氟隆、硅酮、丙烯酸、硅酸鹽等，輔料、配方與量度有所不同。例添加的乳化劑，不同的量相調和，乳化出來的狀態就不一樣，水狀、乳狀、膏狀都可以實現。這些物質經乳化破乳后，部份滲透或形成薄膜。

B、它們的特點和區別：

鍍層：滲透功能好(要視原材料顆粒大小)，表面光滑度更優，對漆面較多“毛細孔”、粗糙、重噴過漆、漆面本身較硬需要增加光亮度的歐美車系漆面比較適用。

鍍膜：而鍍膜產品添加了成膜助劑與固化劑，真空鍍膜廠家使其瞬間成膜，性質相應的發生了改變。例如硬度比封釉更高，對需要提升漆面硬度的漆面(如日韓車系)比較適用。

特別說明：從過濾和反射紫外線的功能來說，格耐鍍層比鍍膜更優。因其不需添加成膜助劑與固化劑等成份，更純粹的石英玻璃分子覆蓋層+融合層，它的雙重過濾和反射紫外線能力更強。值得擔心的是，劣質的鍍膜產品使用非環保性成膜助劑，甚至會造成對漆面的二次化學傷害。防護層的主要性能：

①預防原車漆氧化與褪色：阻隔紫外線，最大限度減少紫外線的透射傷害。

②增加漆面光亮度：晶瑩透亮的玻璃分子使汽車漆面流光溢彩，光芒耀人。

③提升漆面硬度：提升抗磨損、抗劃痕性能。④防止化學性侵害，延長漆面壽命：如堿性洗車、酸雨鹽霧、蟲液樹膠、高溫嚴寒對車漆的傷害。

⑤增加車表的光滑度：手感絲滑,減少靜電、塵埃附著及風阻系數，使日常養護更便捷。

第四篇：中山市宏輝真空鍍膜有限公司簡介

中山市宏輝真空鍍膜有限公司

業務經營范圍

我公司是一家專業從事真空鍍膜的企業，具有多年真空電鍍加工生產經驗

可為客戶提供塑料，樹脂,玻璃鋼,PE,壓克力,木制品,五金,等材質物件的真空鍍膜加工,顏色有金色,銀色,珍珠黑,玫瑰紅,古銅色等,尤其是電鍍玻璃鋼人體模特兒,客戶只需提供玻璃鋼模特白胚,并修好邊即可,不需再封底油.電鍍表面光亮,飽滿度也非常好,在同行業中享有盛譽。

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中山市宏輝真空鍍膜有限公司

第五篇：實驗報告

《體育測量與評價》實驗報告模板

課程名稱：體育測量與評價

實驗名稱：ISAK全套人體測量指標(共39項)測試

一、預習報告

1.實驗目的①通過實驗強化體格及身體成分測量的有關知識和操作技能，培養系統的積累有關數據資料，樹立求真務實的風氣，培養嚴謹的科學研究工作能力和協作精神。

②通過實際測量，準確掌握測試點的定位，正確使用測量儀器，準確讀數；提高學習興趣，培養動手能力，理論聯系實際，將基本理論知識聯系到體育教學、運動訓練和科研的實際中去，培養對實際問題的分析處理能力，進而為體育運動實踐提供科學指導。

2.實驗內容

量度：體重（1項）

長度：身高、坐高、上臂、前臂、手長、髂前上棘高、大轉子高、大腿、小腿、脛骨長（10項）

寬度：肩寬、髂嵴、足長、胸寬、胸厚、肱骨、股骨（7項）

圍度：頭圍、頸圍、上臂放松、緊張圍、前臂、手腕、胸圍、腰圍、臀圍、大腿、大腿中、小腿、踝圍（13項）身體成分：肱

三、肩胛、肱

二、髂嵴、髂前、腹部、、大腿前、小腿內（8項）

3.實驗條件

量度測量：杠桿式體重秤

長度測量：身高/坐高儀，長、短鋼直尺，兩米以上的卷尺，足長測量計

寬度測量：測徑規

圍度測量：帶狀軟尺

體成分測量：皮褶厚度計

二、實驗操作與結果

1.實驗方法、步驟

①學習ISAK全套人體測量指標(共39項)測試的相關理論知識；測量方法、相關儀器使用方法、讀數、產生誤差的原因等。

②測量上述指標，3人一組（被測人、測量員、記錄員）相互測量，完成3次測量，并將測量的結果填寫在表格中，計算出平均值或取中間值記錄，檢查準確無誤后，再填寫電子版，打印后貼在實驗報告的實驗數據處。

③討論交流測試各項指標的心得體會，為自己或同學制定個人鍛煉計劃、體質健康增強方案等提供參考數據。

2.實驗現象、數據及觀察結果

見附表（要求將測試數據輸入表格后打印粘貼）

3.分析討論

圍繞受試者各項指標的測量結果，根據以往學習基礎，參考《國家學生體質健康標準》，分析其目前體格和身體成分狀況，提出制定個人鍛煉計劃的設想或個人增強體質健康的重點方向。

針對出現較多或較大誤差的測試項目，探尋原因，提出改進措施。