A evaporação em vácuo é um processo em que os materiais são aquecidos para formar películas finas ou revestimentos em vários substratos. Este processo ocorre num ambiente de vácuo para evitar a contaminação e garantir que apenas o material desejado forma a película fina.
7 pontos-chave explicados: Que materiais são utilizados na evaporação a vácuo?
1. Definição e objetivo dos materiais de evaporação
Os materiais de evaporação são substâncias utilizadas para formar películas finas ou revestimentos em superfícies através do processo de evaporação.
Estes materiais são aquecidos a altas temperaturas até vaporizarem. O material vaporizado condensa-se então no substrato para formar uma película fina.
2. Barcos de evaporação
Os barcos de evaporação são materiais essenciais para a evaporação térmica. São frequentemente fabricados em tungsténio, molibdénio e tântalo.
Estes barcos contêm matérias-primas como BN, TiB2 e pó de AlN. As variações incluem barcos de 3 componentes e barcos de 2 componentes.
3. Aquecedores de cestos
Os aquecedores de cesto permitem que o material de evaporação seja carregado diretamente no cesto sem um cadinho.
A escolha da fonte de evaporação é determinada pelo substrato que está a ser revestido, assegurando uma correspondência entre a fonte e o substrato.
4. Processo de evaporação no vácuo
A evaporação no vácuo ocorre num intervalo de pressão de gás de 10-5 a 10-9 Torr para evitar a contaminação.
O material vaporizado deve atingir uma temperatura em que a sua pressão de vapor seja igual ou superior a 10 mTorr para se obter uma taxa de deposição apreciável.
As fontes de vaporização típicas incluem fios entrançados, barcos ou cadinhos aquecidos resistivamente e feixes de electrões de alta energia.
5. Aquecimento indireto
Alguns materiais são propensos à erosão quando expostos diretamente a altas temperaturas, tornando necessário o aquecimento indireto.
Materiais resistentes ao calor e estáveis como a alumina, o óxido de ítrio ou a zircónia são utilizados para fazer cadinhos para aquecimento indireto.
6. Materiais de evaporação térmica
Pode ser utilizada uma vasta gama de materiais na evaporação a vácuo, incluindo ouro, prata, titânio, dióxido de silício, tungsténio, cobre e várias ligas.
Estes materiais são selecionados com base na sua compatibilidade com o substrato e nas caraterísticas desejadas para a película.
7. Contexto histórico
O estudo da evaporação térmica no vácuo começou no final do século XIX, com as primeiras contribuições de cientistas como H. Hertz e S. Stefan.
Thomas Edison solicitou uma patente que abrangia a evaporação no vácuo e a deposição de películas, embora o seu processo não envolvesse a evaporação de materiais fundidos.
Ao compreender estes pontos-chave, um comprador de equipamento de laboratório pode tomar decisões informadas sobre a seleção e utilização de materiais de evaporação em processos de evaporação a vácuo, garantindo os melhores resultados para as suas aplicações específicas.
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