現(xiàn)代離子鍍膜技術

序1
序2
前言
第1章概述1
1.1離子鍍膜技術的應用領域1
1.2科學技術現(xiàn)代化對薄膜產(chǎn)品的新要求1
1.3鍍膜技術的類型3
1.3.1薄膜的初始制備技術3
1.3.2離子鍍膜技術3
1.4本書的主要內容5
第2章真空物理基礎知識6
2.1真空6
2.1.1真空的定義6
2.1.2真空的形成6
2.1.3真空度的意義7
2.2氣體分子運動的基本規(guī)律7
2.2.1理想氣體分子運動規(guī)律7
2.2.2理想氣體的壓強9
2.2.3氣體分子的平均自由程10
2.2.4碰撞截面10
2.2.5分子運動速度11
2.3氣體分子和固體表面的相互作用12
2.3.1碰撞12
2.3.2吸附和解吸或脫附12
2.3.3蒸發(fā)和升華13
2.4陰極表面的電子發(fā)射14
2.4.1固體表面的電子狀態(tài)14
2.4.2金屬的熱電子發(fā)射16
2.4.3金屬的冷場致發(fā)射18
2.4.4光電子發(fā)射18
2.4.5二次電子發(fā)射19
參考文獻20
第3章等離子體物理基礎知識21
3.1引言21
3.2等離子體22
3.2.1等離子體的定義22
3.2.2等離子體的分類23
3.2.3等離子體的獲得方法24
3.3氣體的激發(fā)和電離24
3.3.1帶電粒子的運動狀態(tài)24
3.3.2粒子間碰撞后能量的變化規(guī)律25
3.3.3由電子非彈性碰撞產(chǎn)生的激發(fā)與電離27
3.3.4第二類非彈性碰撞33
3.3.5附著和離脫34
3.3.6帶電粒子的消失——消電離35
3.3.7氣體放電中的發(fā)光現(xiàn)象35
3.4氣體放電36
3.4.1氣體放電的過程36
3.4.2氣體放電的伏安特性曲線38
3.5輝光放電39
3.5.1輝光放電的特點39
3.5.2正常輝光放電和異常輝光放電41
3.5.3輝光放電兩極間各種特性的分布42
3.5.4輝光放電的空心陰極效應44
3.5.5射頻放電46
3.5.6微波放電48
3.5.7大氣壓下的輝光放電49
3.6弧光放電53
3.6.1弧光放電的特性53
3.6.2弧光放電的類型54
3.6.3熱弧光放電54
3.6.4冷陰極弧光放電56
3.7帶電粒子的作用57
3.7.1離子的作用57
3.7.2電子的作用60
3.8帶電粒子的運動60
3.8.1帶電粒子在電場中的運動61
3.8.2帶電粒子在磁場中的運動61
3.8.3帶電粒子在電磁場中的運動64
3.9電磁場的運用64
3.9.1同軸電磁場型離子鍍膜機65
3.9.2正交電磁場型離子鍍膜機65
參考文獻66
第4章真空蒸發(fā)鍍膜技術67
4.1真空蒸發(fā)鍍膜技術的分類67
4.2真空蒸發(fā)鍍膜機67
4.2.1電阻蒸發(fā)鍍膜機67
4.2.2電子槍蒸發(fā)鍍膜機71
4.2.3激光蒸發(fā)鍍膜機73
4.2.4高頻感應加熱蒸發(fā)鍍膜機74
4.3真空蒸發(fā)鍍膜層的組織74
4.3.1真空蒸發(fā)鍍膜層的形成條件74
4.3.2真空蒸發(fā)鍍膜層的生長規(guī)律77
4.3.3影響膜層生長的因素78
4.3.4膜層厚度的均勻性79
4.4真空蒸發(fā)鍍膜機80
4.4.1立式蒸發(fā)鍍膜機80
4.4.2卷繞式蒸發(fā)鍍膜機81
參考文獻84
第5章輝光放電離子鍍膜技術85
5.1直流二極型離子鍍膜技術85
5.1.1直流二極型離子鍍膜的裝置85
5.1.2直流二極型離子鍍膜的工藝過程86
5.1.3直流二極型離子鍍膜中的粒子能量86
5.1.4直流二極型離子鍍膜的條件87
5.1.5直流二極型離子鍍膜中高能離子的作用88
5.1.6離子鍍膜層形成的影響因素92
5.1.7直流二極型離子鍍膜技術的特點94
5.2輝光放電離子鍍膜技術的發(fā)展94
5.2.1電子槍蒸發(fā)源直流二極型離子鍍膜技術95
5.2.2活性反應離子鍍膜技術96
5.2.3熱陰極離子鍍膜技術97
5.2.4射頻離子鍍膜技術98
5.2.5集團離子束離子鍍膜技術98
5.3增強型輝光放電離子鍍膜技術的共同特點99
參考文獻100
第6章熱弧光放電離子鍍膜技術101
6.1空心陰極離子鍍膜技術102
6.1.1空心陰極離子鍍膜機102
6.1.2空心陰極離子鍍膜的工藝過程102
6.1.3空心陰極離子鍍膜的條件103
6.1.4空心陰極離子鍍膜機的發(fā)展104
6.2熱絲弧離子鍍膜技術105
6.2.1熱絲弧離子鍍膜機105
6.2.2熱絲弧離子鍍膜的工藝過程106
6.3熱弧光放電離子鍍膜的技術特點107
6.4輝光放電離子鍍膜與熱弧光放電離子鍍膜對比109
6.4.1電子槍對比109
6.4.2鍍膜技術特點對比109
參考文獻110
第7章陰極電弧離子鍍膜技術111
7.1陰極電弧源112
7.2小弧源離子鍍膜技術112
7.2.1小弧源離子鍍膜機的結構112
7.2.2小弧源離子鍍膜的工藝過程114
7.3陰極電弧離子鍍膜的機理114
7.4陰極電弧離子鍍膜技術的發(fā)展116
7.4.1小弧源離子鍍膜機的發(fā)展116
7.4.2矩形平面大弧源離子鍍膜機120
7.4.3柱狀陰極電弧源離子鍍膜機121
7.5對陰極電弧離子鍍膜機配置的特殊要求128
7.5.1引弧裝置的設置128
7.5.2磁場的設置128
7.5.3屏蔽結構的設置128
7.6陰極電弧離子鍍膜技術的特點129
7.7清洗技術的發(fā)展130
7.7.1鈦離子清洗工件的不足130
7.7.2弧光放電氬離子清洗技術131
7.7.3氣態(tài)源弧光放電氬離子清洗技術131
7.7.4固態(tài)源弧光放電氬離子清洗技術132
7.8陰極電弧離子鍍中脈沖偏壓電源的作用134
參考文獻137
第8章磁控濺射鍍膜技術139
8.1磁控濺射鍍膜的設備與工藝過程140
8.1.1平面靶磁控濺射鍍膜機140
8.1.2磁控濺射鍍膜的工藝過程140
8.2陰極濺射和磁控濺射142
8.2.1陰極濺射142
8.2.2磁控濺射144
8.3磁控濺射鍍膜技術的特點147
8.3.1磁控濺射鍍膜技術的優(yōu)點147
8.3.2磁控濺射鍍膜技術的不足148
8.4磁控濺射離子鍍膜技術的發(fā)展149
8.4.1柱狀磁控濺射靶149
8.4.2平衡磁控濺射靶與非平衡磁控濺射靶151
8.4.3磁控濺射鍍介質薄膜技術的進步156
8.4.4熱陰極增強磁控濺射162
8.4.5高功率脈沖磁控濺射162
8.5磁控濺射工件清洗新技術165
8.5.1ABS源165
8.5.2弧光放電氬離子清洗工件166
8.5.3用弧光放電源增強磁控濺射鍍膜166
參考文獻167
第9章帶電粒子流在鍍膜中的作用169
9.1帶電粒子流的類型169
9.2離子束169
9.2.1離子束的能量及作用169
9.2.2離子注入170
9.2.3離子束濺射鍍膜和離子束刻蝕173
9.2.4離子束輔助沉積及低能離子源174
9.3弧光電子流180
9.3.1弧光電子流的特點與產(chǎn)生方法180
9.3.2弧光電子流的應用180
參考文獻182
第10章等離子體增強化學氣相沉積技術183
10.1氣態(tài)物質源鍍膜技術分類183
10.2化學氣相沉積技術184
10.2.1熱化學氣相沉積技術184
10.2.2金屬有機化合物氣相沉積技術188
10.2.3原子層沉積技術190
10.3等離子體增強化學氣相沉積技術192
10.3.1等離子體增強化學氣相沉積技術類型192
10.3.2直流輝光放電增強化學氣相沉積技術193
10.4等離子體增強化學氣相沉積原理196
10.4.1多原子氣體的熱運動196
10.4.2多原子氣體的激發(fā)和電離198
10.4.3等離子體中固體表面的反應200
10.4.4等離子體增強化學氣相沉積技術的優(yōu)點200
10.5各種新型等離子體增強化學氣相沉積技術201
10.5.1直流磁控電子回旋PECVD技術202
10.5.2網(wǎng)籠等離子體浸沒離子沉積技術202
10.5.3電磁增強型卷繞鍍膜機203
10.5.4射頻增強等離子體化學氣相沉積技術205
10.5.5微波增強等離子體化學氣相沉積技術206
10.5.6電子回旋共振等離子體增強化學氣相沉積技術208
10.5.7熱絲弧弧光增強等離子體化學氣相沉積技術208
10.5.8直流等離子體噴射電弧增強化學氣相沉積技術208
參考文獻211
第11章等離子體聚合技術214
11.1概述214
11.1.1等離子體聚合的定義與特點214
11.1.2各種等離子體聚合技術簡介217
11.2等離子體聚合原理218
11.2.1等離子體中的激勵活化反應218
11.2.2等離子體聚合反應221
11.3等離子體聚合裝置及工藝222
11.3.1等離子體聚合裝置222
11.3.2等離子體聚合工藝226
11.3.3等離子體聚合工藝條件的選擇和控制227
11.4等離子體聚合膜的應用領域230
11.4.1等離子體直接聚合膜的應用領域230
11.4.2等離子體引發(fā)聚合薄膜的應用領域233
11.5等離子體表面改性234
11.5.1等離子體表面改性的定義234
11.5.2等離子體表面改性的特點234
11.5.3等離子體表面改性用的氣體235
11.5.4等離子體表面改性的應用領域235
參考文獻236
第12章離子鍍膜在太陽能利用領域的應用238
12.1概述238
12.2太陽能光伏薄膜領域的鍍膜技術239
12.2.1晶硅太陽能電池中的鍍膜技術240
12.2.2異質結太陽能電池中的鍍膜技術242
12.2.3晶硅太陽能電池鍍膜技術的發(fā)展244
12.2.4碲化鎘、銅銦鎵硒和鈣鈦礦太陽能電池中的鍍膜技術245
12.3太陽能光熱領域的鍍膜技術248
12.3.1光熱薄膜材料249
12.3.2低溫光熱薄膜250
12.3.3中溫光熱薄膜250
12.3.4高溫光熱薄膜250
12.4展望251
參考文獻251
第13章離子鍍膜在信息顯示
薄膜領域的應用253
13.1信息顯示技術的發(fā)展253
13.2現(xiàn)代信息顯示原理254
13.3信息顯示器件與信息顯示薄膜255
13.3.1薄膜晶體管255
13.3.2有機發(fā)光二極管256
13.3.3信息顯示薄膜與離子鍍膜技術256
13.4信息顯示薄膜的制備257
13.4.1有源層薄膜257
13.4.2OLED發(fā)光功能層薄膜260
13.4.3導電電極薄膜261
13.4.4絕緣層薄膜264
13.5信息顯示薄膜器件的制備265
13.6展望268
參考文獻268
第14章離子鍍膜在裝飾性薄膜領域的應用271
14.1概述271
14.2裝飾性薄膜的顏色272
14.3裝飾性薄膜的性能要求273
14.4裝飾性薄膜材料的選擇與優(yōu)化275
14.4.1金色系裝飾性薄膜275
14.4.2黑色系裝飾性薄膜277
14.4.3銀色系裝飾性薄膜279
14.4.4干涉裝飾性薄膜279
14.5裝飾性薄膜的發(fā)展趨勢280
14.5.1鮮艷的顏色280
14.5.2優(yōu)異的耐蝕性281
14.5.3更高的力學性能281
參考文獻282
第15章離子鍍膜在光學薄膜領域的應用284
15.1光學薄膜的定義與基礎285
15.1.1光學薄膜的定義285
15.1.2光學薄膜的理論基礎285
15.1.3減反射光學薄膜289
15.1.4高反射光學薄膜290
15.1.5光學濾光片292
15.2光學薄膜的應用領域293
15.2.1光學薄膜在鍍膜眼鏡行業(yè)的應用293
15.2.2光學薄膜在儀器設備上的應用294
15.2.3光學薄膜在手機產(chǎn)品中的應用295
15.2.4光學薄膜在汽車行業(yè)中的應用296
15.2.5光學薄膜在光通信領域中的應用297
15.2.6光學薄膜在幕墻玻璃中的應用297
15.2.7光學薄膜在生物醫(yī)療領域中的應用299
15.2.8光學薄膜在紅外波段產(chǎn)品中的應用299
15.2.9光學薄膜在投影顯示產(chǎn)品中的應用299
15.3光學薄膜的制備技術300
15.3.1物理氣相沉積301
15.3.2化學氣相沉積303
15.3.3原子層沉積303
15.4光學薄膜的表征304
參考文獻304
第16章離子鍍膜在硬質涂層領域的應用306
16.1高端加工業(yè)對涂層刀具的新要求306
16.2硬質涂層的類型306
16.2.1普通硬質涂層307
16.2.2超硬涂層310
16.3沉積硬質涂層的離子鍍膜技術及其新發(fā)展315
16.3.1沉積硬質涂層的常規(guī)技術315
16.3.2沉積硬質涂層技術的發(fā)展316
參考文獻318
第17章離子鍍膜在碳基薄膜領域的應用321
17.1概述321
17.1.1碳基薄膜的類型321
17.1.2碳基薄膜的三元相圖321
17.2碳基薄膜的結構322
17.2.1金剛石薄膜的結構322
17.2.2類金剛石碳基薄膜的結構323
17.2.3類石墨碳基薄膜的結構323
17.2.4類聚合物碳基薄膜的結構324
17.3碳基薄膜的制備技術與性能324
17.3.1金剛石薄膜的制備技術與性能324
17.3.2類金剛石碳基薄膜的制備技術與性能327
17.3.3類石墨碳基薄膜的制備技術與性能332
17.3.4類聚合物碳基薄膜的制備技術與性能333
17.4非晶碳基薄膜的應用334
17.4.1類金剛石碳基薄膜的應用334
17.4.2類石墨碳基薄膜的應用337
17.4.3類聚合物碳基薄膜的應用338
參考文獻339
第18章離子鍍膜在熱電薄膜領域的應用343
18.1熱電技術及熱電器件343
18.1.1塞貝克效應和帕爾貼效應343
18.1.2熱電器件345
18.2熱電薄膜材料346
18.2.1超晶格熱電薄膜346
18.2.2柔性熱電薄膜347
18.3熱電薄膜制備中常用的離子鍍膜技術348
18.3.1分子束外延348
18.3.2磁控濺射349
18.3.3脈沖激光沉積350
18.3.4其他常見熱電薄膜制備技術351
18.4離子鍍膜技術在熱電器件中的應用351
18.4.1在微型熱電器件研究中的應用351
18.4.2在熱電器件電極制備中的應用352
18.5展望354
參考文獻354
第19章離子鍍膜在低溫離子化學熱處理中的應用357
19.1概述357
19.1.1離子化學熱處理357
19.1.2低溫離子化學熱處理357
19.2低溫離子化學熱處理工藝358
19.2.1不銹鋼低溫離子化學熱處理工藝358
19.2.2工模具鋼低溫離子化學熱處理工藝360
19.3低溫離子化學熱處理溫度的選擇361
19.3.1常規(guī)離子滲氮溫度361
19.3.2低溫離子化學熱處理溫度362
19.4低溫離子化學熱處理新技術364
19.4.1增設活性屏技術364
19.4.2熱絲增強低溫離子滲技術366
19.4.3弧光放電增強低溫離子滲技術367
參考文獻370