2018--薄膜材料与技术-第1章-真空技术基础
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3、真空测量仪表的分类及总体特点； 典型真空计的测量原理、适用范围、应用特点及局限性。
本章重点
1、不同单位制真空度换算； 2、真空区域划分-气体流动特征关系； 3、典型真空泵工作原理及适用范围； 4、常用真空计工作原理及特点。
本章难点
■ 真空区域划分的依据； ■ 各种真空泵的工作原理； ■ 电离真空计的问题及改进。
因此：
了解 真空的基本概念和知识 ； 掌握 真空的获得和测量技术 基础知识 是了解 薄膜材料制备技术 的必要基础 ！
西安理工大学
Xi'an University of Technology
-8-
薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
1 真空技术基础
Βιβλιοθήκη Baidu
Thin Film Materials & Technologies
课程简介
Thin Film Materials & Technologies
总学时数：24 学时，每周 4 学时，1-6 周
课程性质：材料类专业 院级任选课
学习：薄膜材料的合成制备、形成机制、成分结构、性质性能 掌握：薄膜材料的基本概念、一般规律 和 工艺方法 ！
教材：
唐伟忠：薄膜材料制备原理、技术及应用（第2版）， 冶金工业出版社，2003
郑伟涛：薄膜材料与薄膜技术（第2版）， 化学工业出版社，2008
西安理工大学
Xi'an University of Technology
-2-
薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
课程简介
Thin Film Materials & Technologies
主要参考书：
1、田民波，薄膜技术与薄膜材料，清华大学出版社，2006 2、M.Ohring，薄膜材料科学（第2版影印本），世界图书出版公司，2006 3、杨帮朝，薄膜物理与技术，电子科技大学出版社，2006 4、戴达煌，现代表面技术科学，冶金工业出版社，2004
1.1 真空的基本知识
回顾：中学物理内容
1643年 托里切利 (Torricelli) 著名的大气压实验
为人类首次揭示了 真空 这个 物理状态 的存在！
■ 管内水银柱上方空间内，因已排除空气的存在 而形成 真空 （托里切利真空）
■ 右图中 A、B、C 三点压力相等，其中： A、C点：环境气体产生的大气压；B点：水银柱产生的流体压力
西安理工大学
Xi'an University of Technology
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薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
1 真空技术基础
Thin Film Materials & Technologies
真空与 薄膜材料与技术 有何关系 ？
制备现代薄膜材料 —— 大部分情况下需要在 真空或较低的气压条件下 进行， 涉及 真空下气相产生、输运、反应、凝聚、沉积 等过程 ！
-6-
薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
1 真空技术基础
Thin Film Materials & Technologies
本章主要教学内容
1、薄膜/真空的定义与关系；真空度的物理意义、单位制及换算方法； 真空区域的划分与气体流动特征对应关系。
2、真空泵的分类及工作气压范围； 常用真空泵的结构工作原理、特点、应用范围及局限性。
主要教学内容
Thin Film Materials & Technologies
第 1 章 真空技术基础（2 学时）
真空的基本知识、获得方法和测量技术
第 2 章 薄膜制备的化学方法（4 学时）
CVD 技术；电化学成膜方法；溶液化学镀膜技术
第 3 章 薄膜制备的物理方法（6 学时）
蒸发、溅射、离子镀等 PVD 技术的原理、工艺及适用领域
第 4 章 薄膜的形成与生长（6 学时）
薄膜形核、生长、形成理论；典型生长机制及对应结构特征
第5章 薄膜表征（5 学时）
薄膜材料现代表征方法的分类、原理和适用范围
第6章 先进薄膜材料简介（1 学时）
超硬薄膜、纳米薄膜及功能薄膜材料简介
西安理工大学
Xi'an University of Technology
薄膜在基片上 形成，可分为
凝结 形核 长大
阶段
伴随复杂物理化学过程
涉及
材料学 物理学 化 学
薄膜材料与技术
制备技术
主要研究：各种薄膜材 料的
形成机制 成分结构
特性性能
西安理工大学
Xi'an University of Technology
Thin Film Materials & Technologies
薄膜材料与技术 Thin Film Materials & Technologies
武涛 副教授 2018年 秋季学期
西安理工大学
Xi'an University of Technology
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薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
一般称为涂层 (Coatings)
本课程的讨论对象是什么 ？
具有结构/功能特性的固态薄膜（thin solid films）！
西安理工大学
Xi'an University of Technology
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薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
本课程的研究内容
Thin Film Materials & Technologies
教学要求和考核方式：
1、不缺课，杜绝迟到，认真听讲，独立思考； 2、要复习并独立完成作业，作业要评分； 3、开卷考试，考核成绩 ＝ 作业（10%）+ 课堂（10%）+ 考试（80%）。
西安理工大学
Xi'an University of Technology
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薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
■ 换句话说，由于液柱形成的压力与环境气压互相平衡， 可以用 水银柱产生的压力 作为 大气压 的量度 ！ 把高度为760 mm的水银柱所产生的压力定义为1个大气压 (1 atm） 1 atm = 760 mmHg（Torr，托）
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薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
本课程讨论的对象：
Thin Film Materials & Technologies
什么是薄膜（Thin film）？
① 相对尺度：某一维尺寸 << 其余二维尺寸； ② 绝对尺度：在此维度上材料厚度 < 1~5 m
厚度 > 5 m 的沉积层叫什么 ？
本章重点
1、不同单位制真空度换算； 2、真空区域划分-气体流动特征关系； 3、典型真空泵工作原理及适用范围； 4、常用真空计工作原理及特点。
本章难点
■ 真空区域划分的依据； ■ 各种真空泵的工作原理； ■ 电离真空计的问题及改进。
因此：
了解 真空的基本概念和知识 ； 掌握 真空的获得和测量技术 基础知识 是了解 薄膜材料制备技术 的必要基础 ！
西安理工大学
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薄膜材料与技术
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1 真空技术基础
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Thin Film Materials & Technologies
课程简介
Thin Film Materials & Technologies
总学时数：24 学时，每周 4 学时，1-6 周
课程性质：材料类专业 院级任选课
学习：薄膜材料的合成制备、形成机制、成分结构、性质性能 掌握：薄膜材料的基本概念、一般规律 和 工艺方法 ！
教材：
唐伟忠：薄膜材料制备原理、技术及应用（第2版）， 冶金工业出版社，2003
郑伟涛：薄膜材料与薄膜技术（第2版）， 化学工业出版社，2008
西安理工大学
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薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
课程简介
Thin Film Materials & Technologies
主要参考书：
1、田民波，薄膜技术与薄膜材料，清华大学出版社，2006 2、M.Ohring，薄膜材料科学（第2版影印本），世界图书出版公司，2006 3、杨帮朝，薄膜物理与技术，电子科技大学出版社，2006 4、戴达煌，现代表面技术科学，冶金工业出版社，2004
1.1 真空的基本知识
回顾：中学物理内容
1643年 托里切利 (Torricelli) 著名的大气压实验
为人类首次揭示了 真空 这个 物理状态 的存在！
■ 管内水银柱上方空间内，因已排除空气的存在 而形成 真空 （托里切利真空）
■ 右图中 A、B、C 三点压力相等，其中： A、C点：环境气体产生的大气压；B点：水银柱产生的流体压力
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1 真空技术基础
Thin Film Materials & Technologies
真空与 薄膜材料与技术 有何关系 ？
制备现代薄膜材料 —— 大部分情况下需要在 真空或较低的气压条件下 进行， 涉及 真空下气相产生、输运、反应、凝聚、沉积 等过程 ！
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1 真空技术基础
Thin Film Materials & Technologies
本章主要教学内容
1、薄膜/真空的定义与关系；真空度的物理意义、单位制及换算方法； 真空区域的划分与气体流动特征对应关系。
2、真空泵的分类及工作气压范围； 常用真空泵的结构工作原理、特点、应用范围及局限性。
主要教学内容
Thin Film Materials & Technologies
第 1 章 真空技术基础（2 学时）
真空的基本知识、获得方法和测量技术
第 2 章 薄膜制备的化学方法（4 学时）
CVD 技术；电化学成膜方法；溶液化学镀膜技术
第 3 章 薄膜制备的物理方法（6 学时）
蒸发、溅射、离子镀等 PVD 技术的原理、工艺及适用领域
第 4 章 薄膜的形成与生长（6 学时）
薄膜形核、生长、形成理论；典型生长机制及对应结构特征
第5章 薄膜表征（5 学时）
薄膜材料现代表征方法的分类、原理和适用范围
第6章 先进薄膜材料简介（1 学时）
超硬薄膜、纳米薄膜及功能薄膜材料简介
西安理工大学
Xi'an University of Technology
薄膜在基片上 形成，可分为
凝结 形核 长大
阶段
伴随复杂物理化学过程
涉及
材料学 物理学 化 学
薄膜材料与技术
制备技术
主要研究：各种薄膜材 料的
形成机制 成分结构
特性性能
西安理工大学
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Thin Film Materials & Technologies
薄膜材料与技术 Thin Film Materials & Technologies
武涛 副教授 2018年 秋季学期
西安理工大学
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薄膜材料与技术
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一般称为涂层 (Coatings)
本课程的讨论对象是什么 ？
具有结构/功能特性的固态薄膜（thin solid films）！
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薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
本课程的研究内容
Thin Film Materials & Technologies
教学要求和考核方式：
1、不缺课，杜绝迟到，认真听讲，独立思考； 2、要复习并独立完成作业，作业要评分； 3、开卷考试，考核成绩 ＝ 作业（10%）+ 课堂（10%）+ 考试（80%）。
西安理工大学
Xi'an University of Technology
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薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
■ 换句话说，由于液柱形成的压力与环境气压互相平衡， 可以用 水银柱产生的压力 作为 大气压 的量度 ！ 把高度为760 mm的水银柱所产生的压力定义为1个大气压 (1 atm） 1 atm = 760 mmHg（Torr，托）
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薄膜材料与技术
材料科学与工程学院 2018 ©
本课程讨论的对象：
Thin Film Materials & Technologies
什么是薄膜（Thin film）？
① 相对尺度：某一维尺寸 << 其余二维尺寸； ② 绝对尺度：在此维度上材料厚度 < 1~5 m
厚度 > 5 m 的沉积层叫什么 ？