A evaporação por feixe de electrões é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) que utiliza um feixe de electrões intenso para aquecer e vaporizar materiais de origem num ambiente de vácuo, depositando um revestimento fino e de elevada pureza num substrato. Este método é particularmente eficaz para materiais com elevado ponto de fusão que não se sublimam facilmente durante a evaporação térmica.
Resumo da técnica de evaporação por feixe de electrões:
A evaporação por feixe de electrões envolve a utilização de um feixe de electrões de alta energia gerado a partir de um filamento de tungsténio. Este feixe é dirigido por campos eléctricos e magnéticos para atingir com precisão um cadinho que contém o material de origem. A energia do feixe de electrões é transferida para o material, provocando a sua evaporação. As partículas evaporadas viajam então através da câmara de vácuo e depositam-se num substrato posicionado acima do material de origem. Este processo pode produzir revestimentos tão finos como 5 a 250 nanómetros, o que pode alterar significativamente as propriedades do substrato sem afetar a sua precisão dimensional.
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Explicação pormenorizada:
- Geração do feixe de electrões:
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O processo começa com a passagem de corrente através de um filamento de tungsténio, o que resulta em aquecimento joule e emissão de electrões. É aplicada uma alta tensão entre o filamento e o cadinho que contém o material de origem para acelerar estes electrões.
- Orientação e focagem do feixe de electrões:
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É utilizado um forte campo magnético para concentrar os electrões emitidos num feixe unificado. Este feixe é então dirigido para o material de origem no cadinho.
- Evaporação do material de origem:
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Após o impacto, a elevada energia cinética do feixe de electrões é transferida para o material de origem, aquecendo-o até ao ponto de evaporação ou sublimação. A densidade de energia do feixe eletrónico é elevada, permitindo a evaporação eficiente de materiais com pontos de fusão elevados.
- Deposição do material no substrato:
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O material evaporado viaja através da câmara de vácuo e deposita-se no substrato. O substrato é normalmente posicionado a uma distância de 300 mm a 1 metro do material de origem. Esta distância assegura que as partículas evaporadas atingem o substrato com uma perda mínima de energia ou contaminação.
- Controlo e melhoramento do processo de deposição:
O processo pode ser melhorado através da introdução de uma pressão parcial de gases reactivos, como o oxigénio ou o azoto, na câmara. Esta adição pode depositar reactivamente películas não metálicas, expandindo a gama de materiais que podem ser eficazmente revestidos utilizando a evaporação por feixe eletrónico.Correção e verificação de factos:
