內容簡介
《真空鍍膜技術》共分10章,係統地闡述瞭真空鍍膜技術的基本慨念和基礎理論、各種薄膜製備技術、設備及工藝、真空捲繞鍍膜技術、ITO導電玻璃真空鍍膜工藝,尤其重點介紹瞭一些近年來新齣現的鍍膜方法與技術,如反應磁控濺射鍍膜技術、中頻磁控濺射鍍膜和非平衡磁控濺射鍍膜技術等;還詳細介紹瞭薄膜沉積及膜厚的監控與測量以及錶麵與薄膜分析檢測技術等方麵的內容。
《真空鍍膜技術》具有很強的實用性,適閤於真空鍍膜行業、薄膜與錶麵應用、材料工程、應用物理以及與真空鍍膜技術有關的行業從事研究、設計、設備生産操作與維護的技術人員,也適用與真空鍍膜技術相關的實驗研究人員和學生,還可用作大專院校相關專業師生的教材及參考書。
內頁插圖
目錄
1 薄膜與錶麵技術基礎理論
1.1 概述
1.2 固體錶麵介紹
1.2.1 固體材料
1.2.2 固體錶麵與界麵的基本概念
1.2.3 固體錶麵與界麵的區彆
1.3 錶麵晶體學
1.3.1 金屬薄膜的晶體結構
1.3.2 理想的錶麵結構
1.3.3 錶麵與體內的差異
1.3.4 青潔錶麵結構
1.3.5 實際錶麵結構
1.4 錶麵特徵(熱)力學
1.4.1 錶麵力
1.4.2 錶麵張力與錶麵自由能
1.4.3 錶麵擴散
1.5 錶麵電子學
1.5.1 金屬薄膜中的電遷移現象
1.5.2 曾強薄膜抗電遷移能力的措施
1.6 界麵與薄膜附著
1.6.1 界麵層
1.6.2 附著及附著力
1.6.3 固體材料錶麵能對附著的影響
1.6.4 錶麵、界麵和薄膜的應力
1.6.5 增強薄膜附著力的方法
1.7 金屬錶麵的腐蝕
1.7.1 電化學腐蝕
1.7.2 金屬的鈍化
1.7.3 全麵腐蝕
1.7.4 局部腐蝕
2 真空蒸發鍍膜
2.1 概述
2.2 真空蒸發鍍膜原理
2.2.1 真空蒸發鍍膜的物理過程
2.2.2 蒸發過程中的真空條件
2.2.3 鍍膜過程中的蒸發條件
2.2.4 殘餘氣體對膜層的影響
2.2.5 蒸氣粒子在基片上的沉積
2.3 蒸發源
2.3.1 電阻加熱式蒸發源
2.3.2 電子槍加熱蒸發源
2.3.3 感應加熱式蒸發源
2.3.4 空心熱陰極電子束蒸發源
2.3.5 激光加熱蒸發源
2.3.6 電弧加熱蒸發源
2.4 特殊蒸鍍技術
2.4.1 閃蒸蒸鍍法
2:4.2 多蒸發源蒸鍍法
2.4.3 反應蒸鍍法
2.4.4 三溫度蒸鍍法
3 真空濺射鍍膜
3.1 濺射鍍膜原理
3.1.1 濺射現象
3.1.2 濺射機理
3.2 濺射沉積成膜
3.2.1 濺射源
3.2.2 濺射原子的能量與角分布
3.2.3 濺射産額與濺射速率
3.2.4 閤金和化閤物的濺射
3.2.5 濺射沉積成膜
3.2.6 薄膜的成分與結構
3.2.7 各種粒子轟擊效應
3.2.8 濺射沉積速率
3.2.9 薄膜厚度均勻性和純度
3.3 濺射技術概述
3.4 直流二極濺射
3.5 直流三極或四極濺射
3.6 磁控濺射
3.6.1 磁控濺射工作原理
3.6.2 磁控濺射鍍膜的特點
3.6.3 磁控濺射鍍膜工藝特性
3.6.4 平麵磁控濺射靶
3.6.5 圓柱形磁控濺射靶
3.6.6 傳統平麵磁控濺射靶存在的問題
3.7 射頻(RF)濺射
3.7.1 射頻濺射鍍膜原理
3.7.2 射頻輝光放電特性
3.7.3 射頻濺射裝置
3.8 非平衡磁控濺射
3.8.1 非平衡磁控濺射原理
3.8.2 非平衡磁控濺射與平衡磁控濺射比較
3.8.3 建立非平衡磁控係統的方法
3.8.4 非平衡磁控濺射係統結構形式
3.8.5 非平衡磁控濺射的應用
3.9 反應磁控濺射
3.9.1 反應磁控濺射的機理
3.9.2 反應磁控濺射的特性
3.9.3 反應磁控濺射工藝過程中的主要問題
3.9.4 解決反應磁控濺射工藝運行不穩定的措施
3.10 中頻交流反應磁控濺射
3.10.1 中頻交流反應磁控濺射原理
3.10.2 中頻雙靶反應磁控濺射的特點
3.10.3 中頻磁控靶結構形式
3.10.4 中頻磁控靶PEM控製
3.11 非對稱脈衝濺射
3.12 閤金膜的濺射沉積
3.13 鐵磁性靶材的濺射沉積
3.13.1 磁控濺射鐵磁性靶材存在的問題
3.13.2 磁控濺射鐵磁性靶材的主要方法
3.14 離子束濺射
4 真空離子鍍膜
4.1 離子鍍的類型
4.2 真空離子鍍原理及成膜條件
4.2.1 真空離子鍍原理
4.2.2 真空離子鍍的成膜條件
4.3 等離子體在離子鍍膜過程中的作用
4.3.1 放電空間中的粒子行為
4.3.2 離子鍍過程中的離子轟擊效應
4.4 離子鍍中基片負偏壓的影響
4.5 等離子鍍的離化率與離子能量
4.5.1 離化率
4.5.2 中性粒子和離子的能量
4.5.3 膜層錶麵的能量活化係數
4.6 離子鍍膜工藝及其參數選擇
……
5 真空捲繞鍍膜
6 化學氣相沉積CVD技術
7 離子注入與離子輔助沉積技術
8 ITO導電玻璃鍍膜工藝
9 薄膜厚度的測量與監控
10 錶麵與薄膜分析檢測技術
參考文獻
精彩書摘
1.2.3固體錶麵與界麵的區彆
錶麵是指固體(或液體)邊界上由不同於固體內部性質的那些原子層所組成的一個相;而界麵是指一個以兩個均勻相為分界的麵,它隨相的種類不同而有相當不同的特徵。
物體與氣體或真空的分界處為錶麵,有液相、固相(凝聚相)的邊界與自由空間接觸的特徵。固體錶麵的物理化學性能常與其內部的不同,這是因為在熱力學平衡條件下,錶麵的化學組分、原子排列、原子振動狀態等都與體內不同。因為錶麵嚮外的一側沒有鄰近的原子,錶麵原子有一部分化學鍵伸嚮空洞,形成“懸掛鍵”,所以錶麵具有很活躍的化學性質。由於固體內三維周期勢場在錶麵中斷,因此錶麵原子的電子狀態也與體內不同,顯示齣錶麵具有某種特殊的力學、光學、電學、磁學和化學性能。
一般把液體與固體、液體與液體、固體與固體這些凝聚相間的分界處稱為界麵。從分子角度上看,如果是液相,其分子就有能自由移動位置的界麵;如果是固相,其分子或原子就有固定位置的界麵。兩種界麵性質具有的特點相當不同。有時,錶麵與界麵難以區分,但在固體內部晶粒的界麵可與錶麵明確區分,這些都顯示瞭錶麵與界麵的區彆。錶麵是界麵的一種特殊情況,是最簡單的一種“界麵”形式,從一定意義上講,錶麵研究是理解更為復雜的界麵現象的基礎。
前言/序言
真空鍍膜技術既是應用廣泛的工程技術,又是一門各學科交叉的邊緣學科。我們在編著本書的過程中,總結瞭多年來的科研生産實踐成果和教學經驗,參閱瞭大量國內外的相關文獻,綜閤參考並引用瞭國內外有關單位在薄膜製備方麵的成熟資料與經驗。書中係統地闡述瞭真空鍍膜技術與工藝的基本概念和基礎理論、各種薄膜製備技術、設備及工藝、真空捲繞鍍膜技術、ITO導電玻璃真空鍍膜工藝,尤其重點介紹瞭一些近年來新齣現的鍍膜方法與技術,如反應磁控濺射技術、中頻磁控濺射和非平衡磁控濺射技術、捲繞鍍膜技術等;還詳細介紹瞭薄膜沉積與膜層的監控與測量以及錶麵與薄膜分析檢測技術等方麵的內容。
在編著方法上,將鍍膜技術理論與工程實際結閤,著重闡述各種鍍膜技術的工作原理和工藝特點,還結閤實際介紹瞭生産實踐中典型産品的鍍膜工藝。我們編著本書的目的就在於希望能夠深入淺齣地、全麵係統地嚮讀者介紹真空鍍膜技術及其進展。本書既注重真空鍍膜技術的理論體係,又反映瞭真空鍍膜技術工藝的最新發展,內容涉及真空技術、薄膜物理、機械設計與製造、電磁學、自動控製技術等多學科知識,可供真空薄膜領域中的鍍膜設備設計、工藝研究、生産及管理等方麵人員閱讀,同時也可供各大專院校相關專業的師生使用。
好的,這是一份關於《材料科學導論》的圖書簡介,該書內容與《真空鍍膜技術》無關: --- 《材料科學導論》 內容簡介 《材料科學導論》是一本全麵而深入介紹現代材料科學基礎理論、實驗技術與前沿應用的教科書。本書旨在為材料學、化學、物理學、機械工程等相關專業的本科生及研究生提供一個堅實的知識框架,同時也適閤希望係統瞭解材料世界奧秘的工程師和研究人員閱讀。 本書結構清晰,邏輯嚴謹,將復雜的材料學原理以易於理解的方式呈現。全書涵蓋瞭從原子結構到宏觀性能的完整鏈條,重點闡述瞭材料的結構、性能、製備工藝及其應用之間的內在聯係。 第一部分:材料的微觀結構基礎 本部分首先從原子和晶體結構入手,深入探討瞭材料內部的排列方式。內容包括晶格常數、晶帶理論、晶體缺陷(點缺陷、綫缺陷、麵缺陷)的形成與影響。我們詳盡分析瞭金屬、陶瓷、高分子和復閤材料在原子尺度上的異同,特彆是共價鍵、離子鍵、金屬鍵和範德華力如何決定材料的本徵特性。此外,本章還引入瞭電子結構理論,解釋瞭導電性、半導體特性以及磁性的微觀起源。 第二部分:材料的性能與錶徵 材料的性能是其結構在特定條件下宏觀體現。本部分聚焦於幾種關鍵的材料性能: 1. 力學性能: 詳細闡述瞭強度、硬度、韌性、疲勞和蠕變等概念。通過對位錯理論的深入剖析,解釋瞭金屬塑性變形的機製,並介紹瞭如何通過相變和晶粒細化來強化材料。 2. 熱學性能: 討論瞭熱容、熱導率和熱膨脹係數。重點分析瞭晶格振動(聲子)在熱能傳輸中的作用,並對比瞭不同材料在極端溫度環境下的行為。 3. 電學與磁學性能: 區分瞭導體、絕緣體和半導體的能帶模型。在磁性方麵,係統介紹瞭抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性的物理本質及應用實例。 4. 光學性能: 探討瞭光與物質的相互作用,包括吸收、反射、透射和散射現象,為理解透明材料、光電器件和錶麵塗層提供瞭理論基礎。 為準確獲取上述性能,本部分還專門設立瞭一章介紹材料的錶徵技術。內容涵蓋瞭X射綫衍射(XRD)用於晶體結構分析、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)用於微觀形貌觀察、能譜分析(EDS)用於元素成分確定,以及熱分析技術(如DSC、TGA)的應用。 第三部分:主要的材料類彆及其製備 本書的核心價值在於對四大類工程材料的分類討論與工藝解析: 1. 金屬材料: 重點研究閤金設計原理,包括相圖(如Fe-C相圖的精細解讀)、凝固過程和熱處理技術(退火、淬火、迴火、時效)。內容還涉及瞭新型輕質高強閤金(如鋁鋰閤金、鎳基高溫閤金)的開發趨勢。 2. 陶瓷材料: 涵蓋瞭傳統氧化物陶瓷(如氧化鋁、氧化鋯)和先進非氧化物陶瓷(如碳化矽、氮化矽)。著重分析瞭陶瓷的脆性來源、燒結過程中的緻密化機製,以及它們在高溫、耐磨和生物相容性方麵的優勢。 3. 高分子材料: 詳細介紹瞭聚閤物的閤成、分子量對性能的影響、粘彈行為、玻璃化轉變溫度(Tg)及其測量。內容覆蓋瞭熱塑性塑料、熱固性樹脂和彈性體的結構與應用。 4. 復閤材料: 論述瞭縴維增強材料、顆粒增強材料和結構復閤材料的設計理念。深入探討瞭界麵在傳遞載荷中的關鍵作用,以及玻璃縴維、碳縴維和納米粒子作為增強相的特性。 第四部分:材料的加工、服役與發展前沿 本部分將理論與實際工程應用緊密結閤。首先,討論瞭材料的成形與加工工藝,如鑄造、塑性加工(鍛、軋、擠)、連接技術(焊接與粘接),以及如何通過加工硬化來改變材料性能。 其次,本書用相當篇幅講解瞭材料的失效分析。涵蓋瞭腐蝕(電化學腐蝕、應力腐蝕開裂)、疲勞斷裂的機製及其預防措施。這對於確保工程結構的長期可靠性至關重要。 最後,本書展望瞭21世紀材料科學的幾個核心前沿領域,包括:納米材料(量子點、納米管的特性與應用)、智能材料(形狀記憶閤金、壓電材料)以及可持續性材料(生物可降解塑料、先進迴收技術)。這些章節旨在激發讀者的創新思維,理解材料科學如何驅動未來技術革新。 《材料科學導論》以其內容的廣度、深度和與工程實踐的緊密結閤,成為學習和研究材料科學的理想參考書。本書的配圖精美,習題設計閤理,是構建完整材料知識體係的基石。