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电子束蒸汽镀膜

7、当分子泵将真空抽至6.7×10-3Pa(本次实验将真空抽至3.3×10-3Pa)时,打开电子枪总电源(观察指示灯是否正常发光),此时偏转磁场电流为0.9A。接着打开灯丝电源,显示灯丝电压为60V,电流为0.5V,高压源6.2kV。调节束流电流为200mA,此时,灯丝电压为130V,电流为1A。
8、调节调节光斑的位置和镀膜厚度(本实验设置为0.7kÅ,镀膜速度在4~5Å之间),打开挡板。
电子束加热蒸镀的特点是能获得极高的能量密度,最高可达l09w/cm2,加热温度可达3000~6000℃,可以蒸发难熔金属或化合物;被蒸发材料置于水冷的坩埚中,可避免坩埚材料的污染,制备高纯薄膜;另外,由于蒸发物加热面积小,因而热辐射损失减少,热效率高。但结构较复杂,且对较多的化合物,由于电子的轰击有可能分解,故不适合多数化合物的蒸镀。
三、仪器及设备
DZD500A电子束蒸发镀膜机玻璃片靶材橡胶球手套
四、实验操作步骤(括号里的时间为该操作所对应的时间)
1、打开冷水机的电源控制开关(空气开关),检查电源指示灯是否正常发光,如果正常正启动冷水机,注意能否听到水流声;
2、打开空气压缩机,将空气作为放气阀向真空室放气时的气源;该实验所用空气压缩机的最大气压可达0.7MPa,本实验中该空气压缩机提供的气压为,0.54MPa.注意打开空气压缩机后听是否有压缩机运转的声音。
海南大学材料与化工学院
专业实验报告
课程:材料表面工程学院:材料与化工年级/专业:10材料2班日期:2013年5月12日
实验名称
电子束蒸镀
教师签名
成绩
姓名、学号
同组人姓名、学号
实验报告包含以下7项内容:4、实验操作步骤;
1、实验目的;5、实验数据记录;
2、实验基本原理;6、实验结果与讨论
3、仪器及设备;7、存在的问题/收获;
9、镀膜结束后,减小束流电流至最小,关闭高压和挡板。关闭枪灯丝电流,偏转电源,电子枪总电源。
10、关闭分子泵(若出现短时报警为正常现象)、真空计(9:25:12)、机械泵。当分子泵完全停止工作时(9:37:17),打开放气阀向真空室放气,打开真空室,取出样品。
11、关闭真空室,用机械泵将真空室抽至低真空,关闭其他相关设备。
本实验要求在真空度为6.7x10-3pa以下进行,实际试验时的真空度为2.0x10-3pa,分子泵的转速为27000rad/min,通过控制x偏转电流和y偏转电流的大小,可以控制电子束扫描区域的大小,从而控制靶材蒸发的快慢,进一步控制镀膜速率。控制速率的大小能明显增大或者减小镀膜速率。束流大则镀膜速率大,束流小则镀膜速率小。
一、实验目的
1、了解电子束度镀膜的工作原理
2、了解电子束镀膜的操作规程
3、观察基体镀膜前后的外观
二、实验基本原理
电子束蒸镀是利用加速电子轰击镀膜材料,电子的动能转换成热能使镀膜材料加热蒸发,并成膜。电子束蒸发源由发射电子的热阴极、电子加速极和作为阳极的的镀膜材料组成。电子束蒸发源的能量可高度集中,使镀膜材料局部达到高温而蒸发。通过调节电子束的功率,可以方便地控制镀膜材料的蒸发速率,特别是有利于高熔点金属和化合物材料。
五、实验数据
室温:30.8°C膜厚:0.75
机械泵
时刻
用时
机械泵
Hale Waihona Puke 开始8:52:070
达到
8:57:08
5’01”
分子泵
启动
8:58:28
0
结束
9:04:53
6’25’’
高压
6.2kv
X-偏转电流
0.9A
Y-偏转电流
0.2A
枪灯丝电压
58V
枪灯丝电流
0.5A
六、实验结果
图2实验结果(黑线圈出的为实验所得样品)
七、存在的问题与收获
1、存在的问题:
个人觉得该真空镀膜机的靶台安装在真空室顶部,需要螺母固定的方法较为复杂,可以简化。可以在该位置制作一个弹性“└┘”槽,使用时可直接将镀靶台面朝下按放上去,并利用槽口的弹性卡住镀靶台,可以简便操作。
2、收获:
通过本次实验,我们初步了解了DZD500A电子束热蒸发镀膜机的构造以及工作原理,并初步掌握了其操作步骤以及镀膜的方法。同时,在实验中我们也提高了实践操作的能力,并为将来的实验室工作提供了宝贵的经验与教训。
3、打开电子蒸发镀膜机的电源(空气开关),可得到图1所示的操作界面。
4、点击放气阀对真空室放气,放弃完毕,关闭放气阀,打开电子蒸发镀膜机的真空室。
5、在真空室的正确位置安放玻璃(实验中的镀件)和不锈钢(实验中所镀的金属),点击操作界面的样品转架,后点击电子枪,将样品转架转至正确位置。
6、关闭真空室。点击机械泵(8:52:07),然后点击旁抽阀进行初步的抽真空至5Pa时(8:57:08),打开真空计,然后依次开前级阀,分子泵,和翻板阀。如气压不足,系统会发出警报,若3秒内停止报警,则属于正常现象,否则,应停止运行分子泵,检查机器的故障(8:58:28)。观察分子泵面板,此时显示转速8430r/s,频率130Hz,转速和频率稳定后,显示转速2700r/s,频率450Hz(即正常转速)(9:04:53)。
电子枪有直射式、环型和e型枪之分。本实验所用的电子枪为e型枪。对比与直射式的电子枪可节省距离,减小蒸镀设备的体积。
本实验所用e型电子枪结构如图所示。这种电子枪的优点之一就是可以通过对偏转磁场的控制来控制电子束轰击靶材的位置和蒸发速率,避免材料挖孔现象,而能均匀消耗材料。并且此种结构的电子枪,阴极灯丝设于结构体内,受到良好的屏蔽不易被污染,使其工作寿命较长。
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