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现代离子镀膜技术

封面

作者:王福贞

页数:370

出版社:机械工业出版社

出版日期:2021

ISBN:9787111680703

电子书格式:pdf/epub/txt

内容简介

本书系统地介绍了各种现代离子镀膜技术的原理、特点、装备、工艺、发展历程和应用。其主要内容包括概述、真空物理和等离子体物理基础知识、真空蒸发镀膜技术、辉光放电离子镀膜技术、热弧光放电离子镀膜技术、阴极电弧离子镀膜技术、磁控溅射镀膜技术、带电粒子流在镀膜中的作用、等离子体增强化学气相沉积技术、等离子体聚合技术,以及离子镀膜技术在太阳能利用、信息显示薄膜、装饰性薄膜、光学薄膜、硬质涂层、碳基薄膜、热电薄膜等领域和低温离子化学热处理中的应用。本书内容全面、新颖,紧密联系实际,具有很强的系统性、科学性、先进性和实用性。

作者简介

王福贞,教授,北京市有突出贡献专家,享受国务院津贴。现任中国真空学会薄膜委员会顾问委员。1976年开始从事离子镀膜技术研发、教学。1994年北京联合大学退休。先后取得活性反应离子镀膜机、空心阴极离子镀机、矩形平面大弧源离子镀膜机、柱状阴极电弧源、柱状磁控溅射靶、电弧离子渗金属等科研成果和授权多项。编著出版了《表面沉积技术》和《气相沉积应用技术》两本技术图书。2014年和2019年先后制作了《离子镀膜技术》和《离子镀膜技术更新版》两部视频教程,并在网易云课堂免费播放。

本书特色

适读人群 :表面工程技术人员、相关领域的科研人员,相关专业的在校师生1)本书系统介绍了各种现代离子镀膜技术的原理、特点、装备、工艺和应用,重点分析了各种离子镀膜新技术的设计理念。本书内容全面、新颖,紧密联系实际,具有很强的系统性、科学性、先进性和实用性。 2)本书主要内容包括:概述、真空物理和等离子体物理基础知识、真空蒸发镀膜、辉光放电离子镀膜、热弧光放电离子镀膜、阴极电弧离子镀膜、磁控溅射镀膜、带电粒子流在镀膜中的作用、等离子体增强化学气相沉积、等离子体聚合,以及离子镀膜技术在太阳能利用、信息显示薄膜、装饰性薄膜、光学薄膜、硬质涂层、碳基薄膜、热电薄膜等领域和低温离子化学热处理中的应用。

目录

序1

序2

前言

第1章概述1

11离子镀膜技术的应用领域1

12科学技术现代化对薄膜产品的新要求1

13镀膜技术的类型3

131薄膜的初始制备技术3

132离子镀膜技术3

14本书的主要内容5

第2章真空物理基础知识6

21真空6

211真空的定义6

212真空的形成6

213真空度的意义7

22气体分子运动的基本规律7

221理想气体分子运动规律7

222理想气体的压强9

223气体分子的平均自由程10

224碰撞截面10

225分子运动速度11

23气体分子和固体表面的相互作用12

231碰撞12

232吸附和解吸或脱附12

233蒸发和升华13

24阴极表面的电子发射14

241固体表面的电子状态14

242金属的热电子发射16

243金属的冷场致发射18

244光电子发射18

245二次电子发射19

参考文献20

第3章等离子体物理基础知识21

31引言21

32等离子体22

321等离子体的定义22

322等离子体的分类23

323等离子体的获得方法24

33气体的激发和电离24

331带电粒子的运动状态24

332粒子间碰撞后能量的变化规律25

333由电子非弹性碰撞产生的激发与电离27

334第二类非弹性碰撞33

335附着和离脱34

336带电粒子的消失——消电离35

337气体放电中的发光现象35

34气体放电36

341气体放电的过程36

342气体放电的伏安特性曲线38

35辉光放电39

351辉光放电的特点39

352正常辉光放电和异常辉光放电41

353辉光放电两极间各种特性的分布42

354辉光放电的空心阴极效应44

355射频放电46

356微波放电48

357大气压下的辉光放电49

36弧光放电53

361弧光放电的特性53

362弧光放电的类型54

363热弧光放电54

364冷阴极弧光放电56

37带电粒子的作用57

371离子的作用57

372电子的作用60

38带电粒子的运动60

381带电粒子在电场中的运动61

382带电粒子在磁场中的运动61

383带电粒子在电磁场中的运动64

39电磁场的运用64

391同轴电磁场型离子镀膜机65

392正交电磁场型离子镀膜机65

参考文献66

第4章真空蒸发镀膜技术67

41真空蒸发镀膜技术的分类67

42真空蒸发镀膜机67

421电阻蒸发镀膜机67

422电子枪蒸发镀膜机71

423激光蒸发镀膜机73

424高频感应加热蒸发镀膜机74

43真空蒸发镀膜层的组织74

431真空蒸发镀膜层的形成条件74

432真空蒸发镀膜层的生长规律77

433影响膜层生长的因素78

434膜层厚度的均匀性79

44真空蒸发镀膜机80

441立式蒸发镀膜机80

442卷绕式蒸发镀膜机81

参考文献84

第5章辉光放电离子镀膜技术85

51直流二极型离子镀膜技术85

511直流二极型离子镀膜的装置85

512直流二极型离子镀膜的工艺过程86

513直流二极型离子镀膜中的粒子能量86

514直流二极型离子镀膜的条件87

515直流二极型离子镀膜中高能离子的作用88

516离子镀膜层形成的影响因素92

517直流二极型离子镀膜技术的特点94

52辉光放电离子镀膜技术的发展94

521电子枪蒸发源直流二极型离子镀膜技术95

522活性反应离子镀膜技术96

523热阴极离子镀膜技术97

524射频离子镀膜技术98

525集团离子束离子镀膜技术98

53增强型辉光放电离子镀膜技术的共同特点99

参考文献100

第6章热弧光放电离子镀膜技术101

61空心阴极离子镀膜技术102

611空心阴极离子镀膜机102

612空心阴极离子镀膜的工艺过程102

613空心阴极离子镀膜的条件103

614空心阴极离子镀膜机的发展104

62热丝弧离子镀膜技术105

621热丝弧离子镀膜机105

622热丝弧离子镀膜的工艺过程106

63热弧光放电离子镀膜的技术特点107

64辉光放电离子镀膜与热弧光放电离子镀膜对比109

641电子枪对比109

642镀膜技术特点对比109

参考文献110

第7章阴极电弧离子镀膜技术111

71阴极电弧源112

72小弧源离子镀膜技术112

721小弧源离子镀膜机的结构112

722小弧源离子镀膜的工艺过程114

73阴极电弧离子镀膜的机理114

74阴极电弧离子镀膜技术的发展116

741小弧源离子镀膜机的发展116

742矩形平面大弧源离子镀膜机120

743柱状阴极电弧源离子镀膜机121

75对阴极电弧离子镀膜机配置的特殊要求128

751引弧装置的设置128

752磁场的设置128

753屏蔽结构的设置128

76阴极电弧离子镀膜技术的特点129

77清洗技术的发展130

771钛离子清洗工件的不足130

772弧光放电氩离子清洗技术131

773气态源弧光放电氩离子清洗技术131

774固态源弧光放电氩离子清洗技术132

78阴极电弧离子镀中脉冲偏压电源的作用134

参考文献137

第8章磁控溅射镀膜技术139

81磁控溅射镀膜的设备与工艺过程140

811平面靶磁控溅射镀膜机140

812磁控溅射镀膜的工艺过程140

82阴极溅射和磁控溅射142

821阴极溅射142

822磁控溅射144

83磁控溅射镀膜技术的特点147

831磁控溅射镀膜技术的优点147

832磁控溅射镀膜技术的不足148

84磁控溅射离子镀膜技术的发展149

841柱状磁控溅射靶149

842平衡磁控溅射靶与非平衡磁控溅射靶151

843磁控溅射镀介质薄膜技术的进步156

844热阴极增强磁控溅射162

845高功率脉冲磁控溅射162

85磁控溅射工件清洗新技术165

851ABS源165

852弧光放电氩离子清洗工件166

853用弧光放电源增强磁控溅射镀膜166

参考文献167

第9章带电粒子流在镀膜中的作用169

91带电粒子流的类型169

92离子束169

921离子束的能量及作用169

922离子注入170

923离子束溅射镀膜和离子束刻蚀173

924离子束辅助沉积及低能离子源174

93弧光电子流180

931弧光电子流的特点与产生方法180

932弧光电子流的应用180

参考文献182

第10章等离子体增强化学气相沉积技术183

101气态物质源镀膜技术分类183

102化学气相沉积技术184

1021热化学气相沉积技术184

1022金属有机化合物气相沉积技术188

1023原子层沉积技术190

103等离子体增强化学气相沉积技术192

1031等离子体增强化学气相沉积技术类型192

1032直流辉光放电增强化学气相沉积技术193

104等离子体增强化学气相沉积原理196

1041多原子气体的热运动196

1042多原子气体的激发和电离198

1043等离子体中固体表面的反应200

1044等离子体增强化学气相沉积技术的优点200

105各种新型等离子体增强化学气相沉积技术201

1051直流磁控电子回旋PECVD技术202

1052网笼等离子体浸没离子沉积技术202

1053电磁增强型卷绕镀膜机203

1054射频增强等离子体化学气相沉积技术205

1055微波增强等离子体化学气相沉积技术206

1056电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积技术208

1057热丝弧弧光增强等离子体化学气相沉积技术208

1058直流等离子体喷射电弧增强化学气相沉积技术208

参考文献211

第11章等离子体聚合技术214

111概述214

1111等离子体聚合的定义与特点214

1112各种等离子体聚合技术简介217

112等离子体聚合原理218

1121等离子体中的激励活化反应218

1122等离子体聚合反应221

113等离子体聚合装置及工艺222

1131等离子体聚合装置222

1132等离子体聚合工艺226

1133等离子体聚合工艺条件的选择和控制227

114等离子体聚合膜的应用领域230

1141等离子体直接聚合膜的应用领域230

1142等离子体引发聚合薄膜的应用领域233

115等离子体表面改性234

1151等离子体表面改性的定义234

1152等离子体表面改性的特点234

1153等离子体表面改性用的气体235

1154等离子体表面改性的应用领域235

参考文献236

第12章离子镀膜在太阳能利用领域的应用238

121概述238

122太阳能光伏薄膜领域的镀膜技术239

1221晶硅太阳能电池中的镀膜技术240

1222异质结太阳能电池中的镀膜技术242

1223晶硅太阳能电池镀膜技术的发展244

1224碲化镉、铜铟镓硒和钙钛矿太阳能电池中的镀膜技术245

123太阳能光热领域的镀膜技术248

1231光热薄膜材料249

1232低温光热薄膜250

1233中温光热薄膜250

1234高温光热薄膜250

124展望251

参考文献251

第13章离子镀膜在信息显示

薄膜领域的应用253

131信息显示技术的发展253

132现代信息显示原理254

133信息显示器件与信息显示薄膜255

1331薄膜晶体管255

1332有机发光二极管256

1333信息显示薄膜与离子镀膜技术256

134信息显示薄膜的制备257

1341有源层薄膜257

1342OLED发光功能层薄膜260

1343导电电极薄膜261

1344绝缘层薄膜264

135信息显示薄膜器件的制备265

136展望268

参考文献268

第14章离子镀膜在装饰性薄膜领域的应用271

141概述271

142装饰性薄膜的颜色272

143装饰性薄膜的性能要求273

144装饰性薄膜材料的选择与优化275

1441金色系装饰性薄膜275

1442黑色系装饰性薄膜277

1443银色系装饰性薄膜279

1444干涉装饰性薄膜279

145装饰性薄膜的发展趋势280

1451鲜艳的颜色280

1452优异的耐蚀性281

1453更高的力学性能281

参考文献282

第15章离子镀膜在光学薄膜领域的应用284

151光学薄膜的定义与基础285

1511光学薄膜的定义285

1512光学薄膜的理论基础285

1513减反射光学薄膜289

1514高反射光学薄膜290

1515光学滤光片292

152光学薄膜的应用领域293

1521光学薄膜在镀膜眼镜行业的应用293

1522光学薄膜在仪器设备上的应用294

1523光学薄膜在手机产品中的应用295

1524光学薄膜在汽车行业中的应用296

1525光学薄膜在光通信领域中的应用297

1526光学薄膜在幕墙玻璃中的应用297

1527光学薄膜在生物医疗领域中的应用299

1528光学薄膜在红外波段产品中的应用299

1529光学薄膜在投影显示产品中的应用299

153光学薄膜的制备技术300

1531物理气相沉积301

1532化学气相沉积303

1533原子层沉积303

154光学薄膜的表征304

参考文献304

第16章离子镀膜在硬质涂层领域的应用306

161高端加工业对涂层刀具的新要求306

162硬质涂层的类型306

1621普通硬质涂层307

1622超硬涂层310

163沉积硬质涂层的离子镀膜技术及其新发展315

1631沉积硬质涂层的常规技术315

1632沉积硬质涂层技术的发展316

参考文献318

第17章离子镀膜在碳基薄膜领域的应用321

171概述321

1711碳基薄膜的类型321

1712碳基薄膜的三元相图321

172碳基薄膜的结构322

1721金刚石薄膜的结构322

1722类金刚石碳基薄膜的结构323

1723类石墨碳基薄膜的结构323

1724类聚合物碳基薄膜的结构324

173碳基薄膜的制备技术与性能324

1731金刚石薄膜的制备技术与性能324

1732类金刚石碳基薄膜的制备技术与性能327

1733类石墨碳基薄膜的制备技术与性能332

1734类聚合物碳基薄膜的制备技术与性能333

174非晶碳基薄膜的应用334

1741类金刚石碳基薄膜的应用334

1742类石墨碳基薄膜的应用337

1743类聚合物碳基薄膜的应用338

参考文献339

第18章离子镀膜在热电薄膜领域的应用343

181热电技术及热电器件343

1811塞贝克效应和帕尔贴效应343

1812热电器件345

182热电薄膜材料346

1821超晶格热电薄膜346

1822柔性热电薄膜347

183热电薄膜制备中常用的离子镀膜技术348

1831分子束外延348

1832磁控溅射349

1833脉冲激光沉积350

1834其他常见热电薄膜制备技术351

184离子镀膜技术在热电器件中的应用351

1841在微型热电器件研究中的应用351

1842在热电器件电极制备中的应用352

185展望354

参考文献354

第19章离子镀膜在低温离子化学热处理中的应用357

191概述357

1911离子化学热处理357

1912低温离子化学热处理357

192低温离子化学热处理工艺358

1921不锈钢低温离子化学热处理工艺358

1922工模具钢低温离子化学热处理工艺360

193低温离子化学热处理温度的选择361

1931常规离子渗氮温度361

1932低温离子化学热处理温度362

194低温离子化学热处理新技术364

1941增设活性屏技术364

1942热丝增强低温离子渗技术366

1943弧光放电增强低温离子渗技术367

参考文献370

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