專利名稱：一種用于電子束蒸發(fā)鍍膜的新結(jié)構(gòu)蒸發(fā)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鍍膜用的蒸發(fā)材料，特別涉及一種用于電子束蒸發(fā)鍍膜的新結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)材料。
背景技術(shù)：
真空蒸發(fā)鍍膜是真空鍍膜技術(shù)中發(fā)展最早應(yīng)用最廣的一種，蒸發(fā)熱源由原來的電阻式加熱發(fā)展為電子束轟擊、高頻感應(yīng)和激光等方式。電阻式熱源實(shí)質(zhì)是一個電阻加熱器，在真空環(huán)境下將蒸發(fā)材料加熱到氣化溫度進(jìn)行蒸發(fā)鍍膜。而電子束加熱原理是基于電子在存在電位差的電場作用下，獲得動能打到蒸發(fā)材料上，使材料加熱汽化實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)鍍膜。電 子束熱源的優(yōu)點(diǎn)首先在于能夠獲得比電阻熱源更大的能量密度，可以將材料表面溫度加熱 到3000 6000°C，因此可以蒸鍍鎢、鑰、鍺、氧化硅和氧化鋁等難熔金屬和非金屬材料，同時由于被蒸鍍的材料是放在水冷坩堝內(nèi)，可以避免容器材料的蒸發(fā)及容器材料與蒸發(fā)材料之間的反應(yīng)，可以顯著提高薄膜的純度；其次是熱量可以直接施加到材料表面，熱效率高，熱傳導(dǎo)和熱輻射損失少。電子束加熱的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，加速電壓較，當(dāng)電壓過高時會產(chǎn)生X射線，損害人體健康，其次電子轟擊對多數(shù)化合物產(chǎn)生分解作用，因此不宜蒸鍍化合物薄膜。特別指出，電子束加熱的熱量直接施加在材料表面，可以將材料表面溫度加熱到很高，在蒸發(fā)材料表面形成的熔池。如果蒸發(fā)材料含氣量較高或者內(nèi)部有氣孔等冶金缺陷，就會引發(fā)熔池飛濺，導(dǎo)致基片報廢，嚴(yán)重的甚至爆炸，危及設(shè)備安全。電子束蒸發(fā)鍍膜所用材料形式較多，可以是片狀、顆粒狀蒸發(fā)材料和塊狀蒸發(fā)材料等等。其中塊狀蒸發(fā)材料包括錐臺形狀、環(huán)形、半環(huán)狀、扇環(huán)狀、盤狀。與片狀和顆粒狀蒸發(fā)材料相比，塊狀蒸發(fā)材料在加熱蒸發(fā)過程中，析出氣體更集中，因此塊狀蒸發(fā)材料更容易發(fā)生氣體飛濺現(xiàn)象；部分易于磁化的蒸發(fā)材料，熔池液面易受轟擊電子電磁力的影響，容易發(fā)生波動，甚至熔體溢出容器，如鎳材質(zhì)的錐臺狀和盤狀蒸發(fā)料。因此，對于一些容易引起飛濺甚至爆鍋的蒸發(fā)材料，一般在進(jìn)行正式蒸發(fā)鍍膜前先進(jìn)性一次預(yù)熔除氣，來減少蒸發(fā)時發(fā)生飛濺現(xiàn)象。這種方法雖然實(shí)用，但畢竟增加了一道工序，增加一定的成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型可以在對塊狀蒸發(fā)材料不進(jìn)行預(yù)熔的情況下直接進(jìn)行蒸發(fā)，就能夠減少和消除傳統(tǒng)塊狀蒸發(fā)材料在電子加熱蒸發(fā)過程中容易飛濺和液面波動溢出的現(xiàn)象。一種用于電子束蒸發(fā)鍍膜的塊狀蒸發(fā)材料，其直接被電子束加熱蒸發(fā)的端面上，被電子束加熱的區(qū)域，加工有一個凹槽，該凹槽用于盛放片狀或顆粒狀同材質(zhì)蒸發(fā)材料。所述凹槽的形狀和尺寸取決于塊狀蒸發(fā)材料的外形尺寸和電子束加熱區(qū)域的尺寸。優(yōu)選條件為凹槽具有底面和側(cè)面，凹槽底面和塊狀蒸發(fā)鍍膜材料的底面平行，凹槽側(cè)面和塊狀蒸發(fā)鍍膜材料的側(cè)面平行。凹槽的對稱軸和塊狀蒸發(fā)材料的對稱軸共軸。所述凹槽的表面開口形狀通常為圓形或矩形。[0009]所述凹槽的垂直截面為矩形或者上大下小的倒梯形。所述凹槽的深度一般不大于塊狀材料高度的1/2。所述塊狀蒸發(fā)鍍膜材料用鈦、鎳、鋁、釩、銀等金屬或合金材料制成。本實(shí)用新型的使用方法是，在裝爐時，將相同材質(zhì)的片狀或者顆粒狀蒸發(fā)材料放入本實(shí)用新型的凹槽內(nèi)同時裝爐。電子束加熱蒸發(fā)時，首先加熱熔化凹槽內(nèi)的片狀或者顆粒狀蒸發(fā)材料，形成熔池進(jìn)行蒸發(fā)。熔池在蒸發(fā)過程中，不斷熔解接觸的塊狀蒸發(fā)材料，保持熔池的穩(wěn)定。本實(shí)用新型之所以能夠減少甚至消除飛濺現(xiàn)象，是因為電子束直接加熱片狀或者顆粒狀蒸發(fā)材料形成熔池，由熔池逐漸熔化塊狀蒸發(fā)材料，降低了塊狀蒸發(fā)材料所受的熱沖擊，減緩了塊狀蒸發(fā)材料內(nèi)的氣體析出。該實(shí)用新型可以應(yīng)用于目前常用的所有材質(zhì)的蒸發(fā)材料，有利于提高蒸發(fā)鍍膜質(zhì)量?！?br>
圖I為本實(shí)用新型的俯視圖；圖2為本實(shí)用新型的截面圖；圖3為實(shí)施例I帶凹槽的鈦錐臺蒸發(fā)料加工圖紙；圖4為實(shí)施例2帶凹槽的鎳錐臺蒸發(fā)料加工圖紙。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，本實(shí)用新型的最常用的形式為塊狀蒸發(fā)材料為倒圓錐臺，在上表面加工有凹槽，凹槽的垂直截面為上大下小的梯形。下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行說明。實(shí)施例I :圖3所示為已經(jīng)生產(chǎn)的帶凹槽的鈦錐臺蒸發(fā)料加工圖紙。該鈦錐臺蒸發(fā)料為倒圓錐臺，該圓錐臺頂面直徑為Φ48_，斜邊與垂直線的夾角為15°，高度為ΖΟπιιΓΛμ。在錐臺頂部加工一垂直截面是倒梯形的凹槽。該凹槽深度為
底面為直徑Φ 31mm的圓，斜邊與垂直線夾角為15°。凹槽底面和鈦錐臺蒸發(fā)料的底面平行，凹槽側(cè)面和鈦錐臺蒸發(fā)料的側(cè)面平行。凹槽的對稱軸和鈦錐臺蒸發(fā)料的對稱軸共軸。進(jìn)行電子束蒸發(fā)鍍膜時，將厚度為2mm的6X6mm的片狀鈦蒸發(fā)材料放入該凹槽內(nèi)，隨鈦錐臺蒸發(fā)料一起放入蒸發(fā)臺內(nèi)。蒸發(fā)過程中液面平穩(wěn)，沒有明顯飛濺和液面波動。實(shí)施例2 圖3所示為已經(jīng)生產(chǎn)的帶凹槽的鈦錐臺蒸發(fā)料加工圖紙。該鈦錐臺蒸發(fā)料為倒圓錐臺，該圓錐臺頂面直徑為Φ48πιπι，斜邊與垂直線的夾角為15°，高度為ΖΟπιιΓΛμ。在錐臺頂部加工一垂直截面是倒梯形的凹槽。該凹槽深度為
底面為直徑Φ 31mm的圓，斜邊與垂直線夾角為15°。凹槽底面和鈦錐臺蒸發(fā)料的底面平行，凹槽側(cè)面和鈦錐臺蒸發(fā)料的側(cè)面平行。凹槽的對稱軸和鈦錐臺蒸發(fā)料的對稱軸共軸。進(jìn)行電子束蒸發(fā)鍍膜時，將Φ6X6mm顆粒狀鈦蒸發(fā)材料放入該凹槽內(nèi)，隨鈦錐臺蒸發(fā)料一起放入蒸發(fā)臺內(nèi)。蒸發(fā)過程中液面平穩(wěn)，沒有明顯飛濺和液面波動。實(shí)施例3 圖4所示為采用本實(shí)用新型的鎳錐臺蒸發(fā)料加工圖紙。本鎳錐臺蒸發(fā)料被加工為倒圓錐臺形，頂面圓直徑為Φ 48mm，斜邊與垂直線的夾角為15°，高度為在錐臺頂部加工一垂直截面是倒梯形的凹槽。該凹槽深度為底面為直徑Φ31πιπι的圓，斜邊與垂直線夾角為15°。凹槽底面和鎳錐臺蒸發(fā)料的底面平行，凹槽的對稱軸和鎳錐臺蒸發(fā)料的對稱軸共軸。進(jìn)行電子束蒸發(fā)鍍膜時，將厚度為3mm的3X6mm片狀狀鎳蒸發(fā)材料放入該凹槽內(nèi)，隨鎳錐臺蒸發(fā)料一起放入蒸發(fā)臺內(nèi)。蒸發(fā)過程中液面比較平穩(wěn)，沒有溢出蒸發(fā)坩堝，也沒有明顯飛濺。實(shí)施例4: 圖4所示為采用本實(shí)用新型的鎳錐臺蒸發(fā)料加工圖紙。本鎳錐臺蒸發(fā)料被加工為倒圓錐臺形，頂面圓直徑為Φ48mm，斜邊與垂直線的夾角為15°，高度為在錐臺頂部加工一垂直截面是倒梯形的凹槽。該凹槽深度為底面為直徑Φ31πιπι的圓，斜邊與垂直線夾角為15°。凹槽底面和鎳錐臺蒸發(fā)料的底面平行，凹槽的對稱軸和鎳錐臺蒸發(fā)料的對稱軸共軸。進(jìn)行電子束蒸發(fā)鍍膜時，將Φ 3 X 4mm顆粒狀鎳蒸發(fā)材料放入該凹槽內(nèi)，隨鎳錐臺蒸發(fā)料一起放入蒸發(fā)臺內(nèi)。蒸發(fā)過程中液面比較平穩(wěn)，沒有溢出蒸發(fā)坩堝，也沒有明顯飛濺。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種用于電子束蒸發(fā)鍍膜的塊狀蒸發(fā)材料，其特征在于該材料直接被電子束加熱蒸發(fā)的端面上，加工有一個凹槽，該凹槽用于盛放片狀或顆粒狀同材質(zhì)蒸發(fā)材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的材料，其特征在于所述凹槽的表面開口形狀是圓形或矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的材料，其特征在于所述凹槽的垂直截面為矩形或者上大下小的倒梯形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的材料，其特征在于所述凹槽的深度不大于塊狀蒸發(fā)材料高度的1/2。
5.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的材料，其特征在于塊狀蒸發(fā)材料用鈦、鎳、鋁、釩、銀或合金材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的材料，其特征在于凹槽具有底面和側(cè)面，凹槽底面和塊狀蒸發(fā)材料的底面平行，凹槽側(cè)面和塊狀蒸發(fā)材料的側(cè)面平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的材料，其特征在于凹槽的對稱軸和塊狀蒸發(fā)材料的對稱軸共軸。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于電子束蒸發(fā)鍍膜的新結(jié)構(gòu)蒸發(fā)材料。在塊狀蒸發(fā)材料直接被電子束加熱的端面加工一個具有一定尺寸和形狀的凹槽，在使用時，將片狀或者顆粒狀同材質(zhì)蒸發(fā)料放入凹槽內(nèi)一起熔融蒸發(fā)，可以有效較少和避免傳統(tǒng)錐臺蒸發(fā)料在蒸發(fā)起始時發(fā)生的熔體飛濺，和蒸發(fā)過程中的熔體外溢。該實(shí)用新型可以應(yīng)用于目前常用的所有材質(zhì)的蒸發(fā)材料，有利于提高蒸發(fā)鍍膜質(zhì)量。
文檔編號C23C14/14GK202530153SQ201220098888
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者于海洋, 任仁, 何金江, 劉紅賓, 呂保國, 江軒, 熊曉東, 陳明 申請人:北京有色金屬研究總院, 有研億金新材料股份有限公司