真空蒸镀二氧化钛薄膜
二氧化钛薄膜的制备及其在光催化降解中的应用
二氧化钛薄膜的制备及其在光催化降解中的应用二氧化钛薄膜是一种常见的光催化材料，具有良好的催化性能和化学稳定性，广泛应用于环境治理、能源利用、医疗卫生等领域。
本文将介绍二氧化钛薄膜的制备方法及其在光催化降解中的应用。
一、二氧化钛薄膜的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备二氧化钛薄膜的方法，基本过程包括：溶胶合成、凝胶制备、薄膜涂布、热处理等步骤。
其中，溶胶合成和凝胶制备是关键步骤。
在这个过程中，钛源和溶剂或催化剂经过反应形成钛溶胶，并通过控制反应条件、添加表面活性剂等措施调节溶胶的大小、形态和分散度；然后将溶胶加入凝胶剂中，通过混合、沉淀、过滤、洗涤等步骤，制备出均匀、致密的二氧化钛凝胶。
最后，将凝胶液涂覆在基材表面，经过热处理，就可以得到二氧化钛薄膜。
2. 水热合成法水热合成法是一种常用的制备纳米二氧化钛薄膜的方法，主要通过水热反应控制粒径和形貌。
其基本工艺是将钛源、反应剂和水溶液混合，在高压、高温下反应，通过水热反应形成纳米颗粒，并滞留在基材表面，最终生成一层纳米二氧化钛薄膜。
3. 真空蒸发法真空蒸发法是一种制备薄膜的经典方法，可以制备出极薄的二氧化钛膜。
其基本原理是使用真空蒸发设备，在高真空下将钛源加热蒸发，产生气态的钛原子，通过沉积在基材表面制备出均匀、致密的二氧化钛薄膜。
二、二氧化钛薄膜在光催化降解中的应用1. VOCs处理挥发性有机化合物（VOCs）是一种常见的大气污染物，对环境和人类带来危害。
二氧化钛光催化剂可以通过电子-空穴对的产生，将VOCs分解成CO2和H2O等无害物质，达到净化大气的目的。
已有研究表明，利用二氧化钛薄膜进行光催化降解VOCs具有高效、低成本、高选择性等优点。
2. 废水处理废水中的有机物、亚甲基蓝等粗放污染物难以通过传统的水处理方法去除。
利用二氧化钛光催化剂使其逐渐降解为无害物质，成为一种新型的水处理方法。
在这个过程中，二氧化钛薄膜可以被溶解在废水中，充分利用其高比表面积、高活性等优点。
二氧化钛薄膜制备方法
二氧化钛薄膜制备方法二氧化钛薄膜，这可真是个神奇的东西呀！它在好多领域都有着重要的应用呢。
那怎么制备二氧化钛薄膜呢？且听我慢慢道来。
先来说说溶胶-凝胶法吧。
这就好像是在搭积木一样，把各种材料巧妙地组合在一起。
先准备好钛的化合物作为原料，然后通过一系列的化学反应，让它变成溶胶状态，就像是把一堆零散的积木变成了有粘性的一团。
接着把这团溶胶涂到基底上，再经过干燥、热处理等步骤，哇塞，二氧化钛薄膜就慢慢形成啦！你说神奇不神奇？还有化学气相沉积法呢。
这就好像是一场魔法表演，让气体在特定的条件下发生奇妙的变化。
把含有钛的气体引入到反应室中，在高温等条件的作用下，这些气体会慢慢沉积在基底上，逐渐形成那薄薄的二氧化钛薄膜。
就好像是魔术师轻轻挥动手中的魔法棒，奇迹就出现啦！水热法也很不错哟！把含钛的化合物和水放在一个特殊的容器里，就像是把食材放进了高压锅，然后在合适的温度和压力下，让它们发生反应。
经过一段时间后，打开容器，嘿，二氧化钛薄膜就在里面啦！是不是很有意思呀？物理气相沉积法也值得一提呢。
就好像是在打造一件精美的工艺品，通过各种物理手段，把钛的材料一层一层地沉积到基底上。
这个过程需要精细的控制和操作，稍有不慎可能就会影响薄膜的质量哦，是不是很有挑战性？那我们在制备二氧化钛薄膜的时候要注意些什么呢？比如说要控制好各种参数呀，温度呀、浓度呀、时间呀等等，这可都关系到薄膜的性能呢。
就好像做饭一样，火候、调料的多少都得把握好，不然做出来的菜可就不好吃啦！再比如说要选择合适的基底材料呀，不同的基底可能会对薄膜的生长和性能产生不同的影响呢。
这就好比是给一件衣服选择合适的布料，合适的布料才能让衣服更加漂亮、舒适呀！还有呀，在制备过程中一定要有耐心，不能急于求成。
毕竟这是一个精细的活儿，就像绣花一样，得一针一线慢慢来。
你想想，要是着急忙慌地弄，能做出好的二氧化钛薄膜吗？总之呢，二氧化钛薄膜的制备方法有好多种，每种方法都有它的特点和优势。
3.真空蒸镀、溅射制膜的原理
真空蒸镀和溅射制膜是现代材料制备领域中常用的薄膜沉积工艺。
它们通过将材料加热至高温并在真空环境下进行薄膜沉积，可以制备出具有特定性能和特征的薄膜材料。
本文将对真空蒸镀和溅射制膜的原理进行详细介绍。
1. 真空蒸镀的原理真空蒸镀是一种将固态材料加热至其蒸发温度并在真空环境中进行沉积的工艺。
其原理如下：1) 加热源：真空蒸镀加热源通常为电阻加热或电子束加热。
当材料加热至其蒸发温度时，固态材料会逐渐转变为气态，形成蒸气。
2) 蒸镀材料：蒸镀材料通常以固态块状形式置于加热源附近，通过加热源使其升温并蒸发。
蒸镀材料的选择对于薄膜的成分和性能具有重要影响。
3) 沉积物质传输：蒸气在真空腔体中扩散并沉积到基底表面上，形成所需的薄膜。
沉积过程受到气体分子的影响，需要在高真空环境下进行以确保薄膜的纯净性和均匀性。
4) 控制薄膜厚度：通过控制蒸镀时间和材料的蒸发速率，可以实现对薄膜厚度的精确控制。
旋转或倾斜基底也可影响薄膜的均匀性和结构。
2. 溅射制膜的原理溅射制膜是一种利用离子轰击固体材料表面，将其溅射成粒子并沉积在基底表面上的工艺。
其原理如下：1) 离子轰击：在真空环境中，通过加速器使惰性气体（如氩气）成为离子，并将其加速至高能量。
这些离子以高速撞击固体材料表面，将固体材料溅射成细小粒子。
2) 溅射材料：溅射材料通常为固态块状形式，其固体材料会被离子轰击成粒子，并在基底表面上形成薄膜。
3) 质量选择：通过选择离子轰击的惰性气体、溅射材料的种类和形状，可以实现对薄膜成分和结构的调控。
不同的溅射条件可以实现对薄膜的特定性能要求。
4) 控制薄膜厚度：通过控制溅射时间和离子轰击能量，可以实现对薄膜厚度的精确控制。
旋转或倾斜基底也可影响薄膜的均匀性和结构。
3. 比较与应用真空蒸镀和溅射制膜是两种常用的薄膜沉积工艺，在各自领域具有独特的优势和应用。
真空蒸镀工艺适用于加热蒸发易挥发材料的制备，例如金属薄膜和氧化物薄膜的制备。
溅射制膜工艺适用于制备高纯度金属薄膜、合金薄膜和复合薄膜等。
真空蒸镀法
真空蒸镀法真空蒸镀法是一种广泛应用于表面处理领域的技术。
它是利用真空环境下的热蒸发、电子轰击等物理过程，将金属、合金等材料蒸发成气态，沉积在基材表面形成一层薄膜的过程。
这种技术可用于制备金属、合金、氧化物、硅、钻石等材料的薄膜，具有广泛的应用前景。
一、真空蒸镀法的工艺流程真空蒸镀法的工艺流程主要包括以下几个步骤：1、基材处理。
在进行蒸镀前，需要对基材进行表面处理，以保证薄膜的附着力和均匀性。
表面处理通常包括机械抛光、化学处理等。
2、真空系统抽真空。
在进行蒸镀过程前，需要将真空腔体内的气体抽出，以保证真空度能够满足蒸镀要求。
真空度的大小对蒸镀薄膜的质量和均匀性有着重要的影响。
3、材料蒸发。
在真空腔体内加热材料，使其蒸发成气态，然后通过控制蒸发速率和蒸发时间，将其沉积在基材表面。
4、薄膜成型。
蒸镀过程中，材料沉积在基材表面形成一层薄膜。
薄膜的厚度、成分和结构等可以通过调节蒸发速率、蒸发角度、沉积时间等参数来控制。
5、退火处理。
薄膜沉积后需要进行退火处理，以提高薄膜的致密性和结晶度，从而提高其物理性能和化学稳定性。
二、真空蒸镀法的应用真空蒸镀法在现代工业中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1、光学薄膜。
真空蒸镀法可用于制备光学薄膜，如反射镜、滤光片、透镜等，具有优异的光学性能。
2、电子器件。
真空蒸镀法可用于制备电子器件，如集成电路、显示器件等，其中金属、合金薄膜可用作电极、导体等。
3、防腐蚀涂层。
真空蒸镀法可用于制备防腐蚀涂层，如金属氧化物薄膜、合金薄膜等，具有优异的耐腐蚀性。
4、装饰涂层。
真空蒸镀法可用于制备装饰涂层，如金属薄膜、合金薄膜等，具有良好的装饰效果和耐久性。
5、生物医学材料。
真空蒸镀法可用于制备生物医学材料，如人工关节、牙科材料等，其中金属、合金薄膜可用作植入物表面涂层，具有良好的生物相容性。
三、真空蒸镀法的优缺点真空蒸镀法作为一种表面处理技术，具有以下优缺点：1、优点：（1）可制备高质量、高纯度的薄膜。
薄膜技术2- 真空蒸镀技术
元素的蒸发速率(物质通量) 元素的蒸发速率(物质通量)
当元素的分压低于其平衡蒸气压时，元素 发生净蒸发。反之，元素发生净沉积。蒸发时, 发生净蒸发。反之，元素发生净沉积。蒸发时, 单位表面上元素的净蒸发速率(物质通量) 单位表面上元素的净蒸发速率(物质通量)等于
αN A ( p e − p h ) Φ= 2πMRT
合金中各元素的热蒸发
对于初始成分确定的蒸发源来说，由上式确定的 组元蒸发速率之比将随着时间而发生变化: 组元蒸发速率之比将随着时间而发生变化: 易于蒸发 的组元的优先蒸发将造成该组元的不断贫化，进而造 成该组元蒸发速率的不断下降。
解决这一问题的办法 使用较多的物质作为蒸发源，即尽量减小组元成分的相 对变化 采用向蒸发容器中不断地、但每次仅加入少量被蒸发物质 的方法，即使得少量蒸发物质的不同组元能够实现瞬间的 同步蒸发 利用加热至不同温度的双蒸发源或多蒸发源的方法，分别 控制和调节每个组元的蒸发速率(所谓三温度法) 控制和调节每个组元的蒸发速率(所谓三温度法)
化学气相沉积
化学气相沉积（ 化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）是经由气态的先驱物， CVD）是经由气态的先驱物， 通过气相原子、分子间的化学反应，生 成薄膜（及其他材料）的技术手段。
物理气相沉积方法的特点
使用固态或熔融态的物质作为沉积过程的源物质 源物质经过物理过程进入气相 在气相中及在衬底表面并不发生化学反应 使用相对较低的气体压力环境 低压PVD环境下： 低压PVD环境下： 其他气体分子的散射作用较小，气相分子的运动 路径为一直线； 气相分子在衬底上的沉积几率接近100% 气相分子在衬底上的沉积几率接近100%
实际面源情况下薄膜沉积速率随角度φ 的变化
半导体二氧化钛的制备工艺
半导体二氧化钛的制备工艺半导体二氧化钛的制备工艺主要包括物理气相沉积法和化学气相沉积法。
物理气相沉积法是通过在真空环境中，将二氧化钛的原料蒸发或溅射，并使其沉积在衬底表面上，形成薄膜。
这种方法通常需要高真空设备和高温的条件，可以获得高质量的薄膜。
物理气相沉积法可以使用电子束蒸发、磁控溅射、分子束外延等方法来实现二氧化钛的沉积。
化学气相沉积法是通过在气相中将二氧化钛的原料化学反应生成，并使其沉积在衬底表面上。
常用的化学气相沉积方法包括化学气相沉积(CVD)和气相法沉积(CSD)。
化学气相沉积法可以在相对较低的温度下进行沉积，具有较高的沉积速率和较好的薄膜均匀性。
化学气相沉积法可以使用气体前驱体和气相前驱体来制备二氧化钛薄膜。
在物理气相沉积法中，电子束蒸发是常用的方法之一。
首先，将二氧化钛的粉末或块体材料放置在高温的坩埚中，通过加热使其蒸发。
然后，借助电子束炉的束流，使得二氧化钛蒸发物向衬底表面沉积。
最后，控制沉积过程的条件，如温度、时间等，以获得所需的薄膜厚度和质量。
化学气相沉积法中的化学气相沉积方法可分为低压化学气相沉积和大气压化学气相沉积。
低压化学气相沉积一般在真空条件下进行，通过在反应室中引入二氧化氮、二氧化钛前驱体等气体，并施加热源使其发生化学反应，沉积在衬底表面上。
大气压化学气相沉积一般在大气条件下进行，通过静电喷涂、喷雾、旋涂等方式将二氧化钛前驱体溶液喷涂到衬底上，然后通过烧结或烘干使其转变为二氧化钛薄膜。
化学气相沉积法中的气相法沉积是一种常用的制备二氧化钛薄膜的方法，也被称为湿式化学法。
该方法通过在溶液中加入适量的二氧化钛前驱体，并进行搅拌和掺杂处理，使得前驱体发生水解、缩合、热解等反应，最终形成二氧化钛固相。
然后，将该固相采用悬浮液的形式涂布到衬底上，通过烘干和烧结过程，使其形成稳定的二氧化钛薄膜。
总结起来，半导体二氧化钛的制备工艺主要包括物理气相沉积法和化学气相沉积法，其中物理气相沉积法主要是通过蒸发或溅射的方式将二氧化钛沉积在衬底上，化学气相沉积法主要是通过化学反应将二氧化钛沉积在衬底上。
二氧化钛包膜的作用
二氧化钛包膜的作用
二氧化钛包膜是一种常见的功能性薄膜，具有广泛的应用。
它的作用主要体现在以下几个方面。
二氧化钛包膜具有优良的防腐蚀性能。
在现代社会，金属材料广泛应用于各个领域，但金属的腐蚀问题一直是制约其使用寿命的重要因素。
二氧化钛包膜可以有效地隔绝金属与外界环境的接触，防止氧化、腐蚀等反应的发生，从而保护金属材料的完整性和稳定性。
二氧化钛包膜具有优异的光催化性能。
光催化是一种利用光能激发催化剂表面电子的运动，从而促进化学反应的过程。
二氧化钛包膜能够吸收紫外光，激发电子运动，产生活性氧物种，从而具有杀菌、除臭、分解有机污染物等功能。
这在环境治理、空气净化、水处理等方面具有潜在的应用前景。
二氧化钛包膜还具有优异的光学性能。
二氧化钛本身就是一种白色的固体，具有较高的折射率和透过率。
将其制成薄膜后，可以用于制备光学镜片、光学薄膜等光学器件，具有广泛的应用领域，如光学仪器、光电子学、太阳能电池等。
二氧化钛包膜还具有良好的电学性能。
它是一种具有高绝缘性和高介电常数的材料，适用于制备电子元器件、电容器等电子器件。
二氧化钛包膜具有防腐蚀、光催化、光学和电学等多种功能。
它在材料科学、环境科学、光学电子学等领域具有广泛的应用前景，为
我们的生活和科学研究提供了重要的支持。
电子束蒸发氧化钛薄膜制备的工艺研究
真空蒸镀工艺流程
真空蒸镀工艺流程
1. 选择基材：选择合适的基材，通常为各种金属或非金属材料，如玻璃、陶瓷等。
2. 处理基材表面：对基材表面进行清洗、抛光等处理，以去除氧化物、污垢等杂质，使其表面光洁、平整。
3. 准备镀膜材料：将需要镀膜的材料进行预处理，制成镀膜材料，通常为金属、合金等。
4. 加热基材：将基材加热至一定温度，以提高镀膜的结合力和附着力。
5. 真空泵抽气：将蒸镀设备内的气体和水分抽除，建立真空环境，通常需要抽至10-4～10-6Pa的真空度。
6. 蒸镀：将预处理好的镀膜材料进行蒸发或溅射，将镀膜材料蒸发成气体，沉积到基材表面上形成薄膜。
薄膜厚度控制通常需要根据需求进行调整。
7. 冷却：冷却待镀膜材料，使其形成固态结构，并控制其平整度和拉伸应力等性能。
8. 空气进入：终止真空状态，打开设备，通入适量的空气，结束真空蒸镀工艺流程。
9. 检测：进行薄膜表面的性能检测和质量检查，保证镀膜的质量达到要求。
真空热蒸镀原理
真空热蒸镀原理
一、真空热蒸镀原理是啥呢？
嗨，小伙伴们！今天咱们来唠唠真空热蒸镀这个超有趣的东西的原理哈。
真空热蒸镀呀，就是在真空环境里搞的一种镀膜的方法。
想象一下，在一个超级干净、几乎啥气体都没有的空间里，这就像是给那些要镀膜的材料一个超级纯净的舞台。
那这个过程是怎么发生的呢？首先得有个蒸发源，这个蒸发源就像是一个魔法源泉。
把要镀的材料放在这个蒸发源上加热，就像给材料加热到兴奋起来的状态。
当温度足够高的时候呢，这些材料就会从固态变成气态啦，是不是很神奇？就像冰变成水蒸气一样，只不过这个是在特殊的真空环境里哦。
然后呢，这些变成气态的材料分子就开始自由活动啦。
在这个真空环境里，它们没有太多的阻碍，可以自由自在地跑来跑去。
这时候，在这个空间里还有被镀的物体，那些气态的材料分子就会跑到被镀物体的表面上。
当这些气态分子跑到被镀物体表面的时候呢，它们就会重新组合，从气态又变回固态，就像水蒸气又变成冰一样，不过是薄薄的一层膜哦。
这样，就成功地在被镀物体表面镀上一层我们想要的材料啦。
这个原理在很多地方都有应用呢。
比如说在一些电子产品的屏幕上，通过真空热蒸镀可以镀上一层能够让屏幕显示效果更好的膜。
还有一些装饰品，通过这种方法镀上一层漂亮的金属膜，就会变得闪闪发光啦。
反正就是说，真空热蒸镀原理虽然听起来有点复杂，但是只要理解了这个从固态到气态再到固态的过程，就会觉得很有趣啦。
而且这个技术在我们的生活中无处不在，给我们带来了很多便利和美好的东西呢。
真空蒸镀法
真空蒸镀法随着现代科技的不断发展，人们对于材料表面的要求也越来越高。
在不同的领域中，如电子、机械、航空等，都需要使用高质量的表面材料来提高产品的性能和寿命。
而真空蒸镀法作为一种新兴的表面处理技术，正逐渐受到人们的关注和应用。
一、真空蒸镀法的原理真空蒸镀法是一种将金属或其他材料蒸发到基底表面上，形成一层薄膜的表面处理技术。
它的原理是利用真空环境下的高温、低压条件，将金属或其他材料加热至其蒸汽压力高于环境压力，使蒸汽分子沉积在基底表面上，形成一层薄膜。
真空蒸镀法的核心设备是真空镀膜机，它包括真空室、加热系统、蒸发源、基底夹持系统、气体控制系统等组成部分。
在真空室内，先将基底表面进行清洗和处理，然后将蒸发源中的金属或其他材料加热至其蒸汽压力高于环境压力，使蒸汽分子沉积在基底表面上，形成一层薄膜。
二、真空蒸镀法的应用真空蒸镀法在电子、机械、航空等领域中有着广泛的应用。
以下是几个典型的应用场景：1. 电子行业在电子行业中，真空蒸镀法被广泛应用于电子元器件的制造。
例如，将金属蒸发到半导体材料表面上，可以形成金属导线或金属电极，提高电子元器件的导电性和稳定性。
此外，还可以利用真空蒸镀法制备电子显示器的背光板、触摸屏等。
2. 机械行业在机械行业中，真空蒸镀法被应用于制造高硬度、高耐磨的刀具、轴承等零部件。
例如，将钛合金蒸镀在刀具表面上，可以提高其硬度和耐磨性，延长使用寿命。
3. 航空航天行业在航空航天行业中，真空蒸镀法被广泛应用于制造高温合金材料的表面涂层。
例如，将铬、铝等金属蒸镀在航空发动机叶片表面上，可以提高其耐高温性能，延长使用寿命。
三、真空蒸镀法的优势和不足真空蒸镀法与传统的表面处理技术相比，具有以下优势：1. 薄膜质量高：真空蒸镀法可以制备出质量高、厚度均匀的薄膜，具有良好的光学、电学性能。
2. 工艺灵活：真空蒸镀法可以制备出不同材料的薄膜，可以根据不同的应用需求进行调整。
3. 环保节能：真空蒸镀法不需要使用有害化学物质，对环境无污染；同时，其能耗较低，节能效果显著。
真空蒸镀工艺
真空蒸镀工艺一、工艺概述真空蒸镀是一种将金属或非金属材料沉积在基材表面的工艺。
它可以改善基材的外观和性能，增加其耐磨性、耐腐蚀性和导电性等。
真空蒸镀工艺包括预处理、真空排气、加热、沉积和冷却等环节。
二、工艺流程1. 基材清洗：将待处理的基材放入清洗槽中，用去离子水或有机溶剂清洗表面的污垢和油脂。
2. 真空排气：将清洗后的基材放入真空室内，通过机械泵和分子泵将室内压力降至10^-3~10^-5Pa。
3. 加热：使用电阻加热器或感应加热器对基材进行加热，使其表面温度达到200~300℃。
4. 沉积：在基材表面形成金属或非金属涂层。
常用的沉积方法有电弧离子镀、直流磁控溅射和反应式磁控溅射等。
5. 冷却：冷却基材，使其表面温度降至室温。
三、各环节详解1. 基材清洗基材清洗是真空蒸镀工艺的第一步，其目的是去除表面污垢和油脂，保证基材表面干净。
清洗方法有机械清洗、化学清洗和超声波清洗等。
其中，化学清洗常用的溶液有酸碱溶液、氧化剂溶液和有机溶剂等。
2. 真空排气真空排气是真空蒸镀工艺中最重要的环节之一。
在真空室内排除氧气和其他杂质气体，可以避免反应产生不良影响。
排气方法有静态排气和动态排气两种。
静态排气是在真空室内关闭所有阀门，使用机械泵将室内压力降至10^-3~10^-5Pa；动态排气则是在机械泵的辅助下使用分子泵或扩散泵将室内压力降至10^-6~10^-7Pa。
3. 加热加热是为了使基材表面温度达到沉积温度，以便于金属或非金属材料沉积在基材表面。
加热方法有电阻加热器和感应加热器两种。
电阻加热器是通过电流通过导体产生热能，使基材表面温度升高；感应加热器则是利用交变磁场在导体中产生涡流，从而使基材表面温度升高。
4. 沉积沉积是将金属或非金属材料沉积在基材表面的过程。
常用的沉积方法有电弧离子镀、直流磁控溅射和反应式磁控溅射等。
其中，电弧离子镀是将两个相同金属电极放入气体环境中，在极点处形成高温等离子体，使其蒸发并沉积在基材表面；直流磁控溅射则是使用带有靶材的阳极，在气体环境中形成等离子体，使靶材蒸发并沉积在基材表面；反应式磁控溅射则是在气体环境中利用化学反应来形成所需涂层。
二氧化钛膜料-性能和应用
二氧化钛膜料-性能和应用二氧化钛（TiO2）由于它的高折射率和相对坚固性，人们喜欢把这种高折射率材料用于可见光和近红外线区域，但是它本身又难以得到一个稳定的结果。
二氧化钛、三氧化二钛、一氧化钛、钛，这些原材料氧—钛原子的模拟比率分别为：2.0，1.67，1.5，1.0，0。
后发现比率为1.67的材料比较稳定并且大约在550nm生成一个重复性折射率为2.21的坚固的膜层，比率为2的材料第一层产生一个大约2.06的折射率，后面的膜层折射率接近于2.21。
比率为1.0的材料需要7个膜层将折射率2.38降到2.21。
这几种膜料都无吸收性，几乎每一个二氧化钛遵循一个原则：在可使用的光谱区内取得可以忽略的吸收性，这样可以降低氧气压力的限制以及温度和蒸着速度的限制。
二氧化钛需要使用综合接入设备IAD助镀，氧气输入口在挡板下面。
五氧化三钛比其它类型的氧化物贵一些，可是很多人认为这种材料不稳定性的风险要小一些，最后的折射率与无吸收性是随着氧气压力和蒸着温度而改变的，基板温度高则得到高的折射率。
例如，基板板温度为400℃时在550纳米波长得到的折射率为2.63，可是由于别的原因，高温蒸着通常是不受欢迎的，而离子助镀已成为一个普遍采用的方法其在低温甚至在室温时就可以得到比较高的折射，通常需要提供足够的氧气以避免（因为有吸收则降低透过率），但是可能也需要降低吸收而增大镭射损坏临界值(LDT)。
二氧化钛的折射率与真空度和蒸发速度有很大的关系，但是经过充分预熔和IAD助镀可以解决这一难题，所以在可见光和近红外线光谱中，二氧化钛很受到人们的欢迎。
在IAD助镀二氧化钛时，使用屏蔽栅式离子源蒸发则需要200EV，而用无屏蔽栅式离子源蒸发时则需要333EV或者更少一些，在那里平均能量估计大约是驱动电压的60%，如果离子能量超过以上数值，二氧化钛将有吸收。
而二氧化硅有电子枪蒸发可以提供600EV碰撞（离子辐射）能量而没有什么不良效应。
真空蒸镀法
真空蒸镀法真空蒸镀法是一种常见的金属表面处理技术，它的原理是通过高温蒸发，让金属蒸发成气体，然后在材料表面沉积形成金属膜层。
该方法广泛应用于制造电子器件、光学元件、化工设备、汽车外壳等领域。
本文将从原理、优点、应用等方面进行详细介绍。
1.原理真空蒸镀法是一种物理气相沉积技术，它基于高温下的蒸发使金属形成气态，随后将气态金属传输到材料表面并沉积。
在用真空将待沉积物品内外排气至较低压力的同时，使用高频电源加热，使得源材料蒸发成气体。
经过一系列反应、传输、降温过程后，源材料最终在被镀的物品表面沉积，形成金属膜层。
2. 优点真空蒸镀法具有诸多优点，如下：（1）厚度均匀：真空蒸镀法利用原子或分子沉积在表面，可以使膜层厚度均匀，避免有些地方厚度过薄而某些地方过厚的情况出现。
（2）适用范围广：真空蒸镀法可以涂覆各种固态材料并可以制备出不同特性的材料，能够适应各种特殊要求的镀膜需求。
例如，可以制备出金属膜、合金膜、氧化膜、硝化膜等。
（3）反应过程可控：真空蒸镀法具有反应过程可控的特点，可以控制源材料的温度，控制气体条件，从而控制所制备膜层的成分和性质等。
（4）成本低廉：相对于其他镀膜技术，真空蒸镀法设备的制造成本较低，其实施所需的能源和材料成本也比其他技术少得多。
（5）对环境的影响小：它是对周围环境的污染很小，因为它不仅不需要水，而且产生残留的化学物，如涂料时。
3. 应用范围真空蒸镀法广泛应用于建筑、机械、航空、电器、电子、医疗、通讯、照明等领域。
其中，最常用的是在光学镜片表面镀上透明金属膜，使得透明度更高，光学性能更优越。
此外，真空蒸镀法也被用于生产太阳能电池板，从而提高其转换效率，也被用于制造触摸屏显示器、复合材料等。
4. 应用案例（1）汽车外观：汽车的外观对其销售很重要，镀膜可以使车身更加光滑并且具有抗蚀性。
汽车上的镉电池灯、车轮、后视镜等经过真空蒸镀法镀上铬层，使得它们看起来更加美观。
（2）光学器件：在制造望远镜、摄像机、摄影设备等装置时，通常需要使用反射镜或反射镜。
真空蒸镀原理
真空蒸镀原理
真空蒸镀是一种常用的表面处理技术，它通过在真空条件下将
金属或化合物材料蒸发成蒸气，然后沉积在基材表面，形成一层薄膜。
这种技术在电子、光学、机械等领域有着广泛的应用，下面我
们就来详细了解一下真空蒸镀的原理。
首先，真空蒸镀的基本原理是利用真空条件下的物理过程，通
过蒸发源将固体材料加热至一定温度，使其蒸发成蒸气。
蒸气分子
在真空中自由扩散，并沉积在基材表面，形成薄膜。
在这个过程中，蒸发源的材料、温度、真空度以及沉积时间等参数都会对薄膜的性
能产生影响。
其次，真空蒸镀的原理还涉及到薄膜的成核和生长过程。
蒸发
的材料蒸气在基材表面成核形成微小颗粒，然后这些颗粒在基材表
面扩散并结合，最终形成一层致密的薄膜。
在这个过程中，薄膜的
结构、成分、晶粒大小和取向等都会受到影响，进而影响薄膜的性能。
此外，真空蒸镀的原理还与薄膜的成分和性能有关。
不同的蒸
发源材料会形成不同成分的薄膜，而薄膜的成分又直接影响着其光
学、电学、机械等性能。
因此，在真空蒸镀过程中，需要严格控制蒸发源的材料和温度，以及基材的清洁度和温度，以确保薄膜的成分和性能符合要求。
总的来说，真空蒸镀的原理是通过在真空条件下将固体材料蒸发成蒸气，然后沉积在基材表面形成薄膜。
在这个过程中，蒸发源的材料、温度、真空度、沉积时间等参数都会对薄膜的性能产生影响，同时薄膜的成核和生长过程、成分和性能也都与真空蒸镀的原理密切相关。
通过深入了解真空蒸镀的原理，我们可以更好地控制薄膜的成分和性能，从而满足不同领域的应用需求。
二氧化钛白色和黑色的区别
泰州市爱特斯光学材料有限公司
二氧化钛白色和黑色的区别
二氧化钛是一种高折射率材料，适于电子枪蒸镀，膜层致密，牢固，抗化学腐蚀。
可分为白色和黑色。
颜色的不同主要因为生产环境的因素，白色是在大气中烧结而成的，而黑色是在真空中烧结而成。
在试用中，黑色比白色易蒸发，但是需要充氧，因为二氧化钛在真空中加热蒸发时会分解失氧，形成高吸收的钛的亚氧化物薄膜。
因此，在镀制过程中需要给其充加氧气。
TiO2用于防反膜，分光膜，冷光膜，滤光片，高反膜，眼镜膜，热反射镜等。
二氧化钛薄膜具有高的介电常数，可用来制作混合集成电路用的薄膜电容器。
2005年，爱特斯开始五氧化三钛膜料的生产，成为国内最早开始批量生产五氧化三钛材料的厂家。
同时开始其他钛氧化物系列产品的生产，如：二氧化钛，三氧化二钛，一氧化钛等等
爱特斯的二氧化钛产品分为烧结颗粒和烧结压片，纯度高达99.99%，在品质上有很好的保证，并可定制生产为多种尺寸，满足不同客户对五氧化三钛的不同使用需求。
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真空蒸镀二氧化钛薄膜班级：09材料科学与工程2班姓名：任伟军学号：20090413310080真空蒸镀二氧化钛薄膜真空蒸发镀膜法（简称真空蒸镀）是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到固体（称为衬底或基片）表面，凝结形成固态薄膜的方法。
真空蒸发镀膜法包括如下三个主要的步骤：（1）加热蒸发过程；（2）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运；（3）蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程在Ti02薄膜的各种制备方法中，真空蒸镀法成膜速度快，设备工艺简单，易于操作，实验原理简单，制得的薄膜均匀致密，产率高，适应的范围广，易于实现规模化制备Ti02薄膜，已经成为薄膜制备的最重要的方法之一。
Ti02有金红石、锐钛矿和板钛矿这三种晶体结构，其中金红石相最稳定。
Ti02具有良好的化学稳定性、低成本、耐腐蚀、无毒等优点，是一种多功能材料并有良好的物理化学性质，Ti02薄膜被广泛应用于光催化、光电转化、太阳能转换与存储、污水处理、空气净化、除菌保洁、自洁防雾等各方面。
Ti02薄膜用途如此之大，那它是怎样制备的呢？影响Ti02薄膜性能的因素有哪些呢？以下将从Ti02薄膜的制备过程和薄膜性能影响因素这两个方面来进行说明。
1制备过程真空蒸镀法制备Ti02薄膜过程主要包括基片清洗、制备工艺参数设定、抽真空、蒸镀、热处理、性能测试等几个主要步骤。
1.1基片清洗玻璃片是一种很好的衬底，且材料价格低廉。
但玻璃片表面往往会受到大量的分子或离子的污染，因此，须经过严格的化学清洗，清洗步骤如下：（1）用水冲洗。
既可以洗去可溶性物质，又可以使附着在衬底上的灰尘和其它不溶性物质脱落。
（2）将玻璃片置于高锰酸钾溶液中浸泡4-8h，或者将载波片放入浓度为25％H 2S04溶液中加热至沸腾5-10min，两种方法最后都要用流动的自来水冲洗，除去玻璃表面的酸液。
在处理的过程中要特别注意防护事项，防止伤人。
高锰酸钾溶液具有强氧化性能力，对一般玻璃、石英器皿等去污性强，效果好。
而25％的H2S04溶液可以腐蚀载波片表面的有机或无机物，达到清洗的目的。
注意用完的酸液要经过特殊处理，不能直接倒入排水系统里。
（3）最后用去离子水超声清洗，除去玻璃表面的K-、I-等离子，用热风和烘炉干燥待用。
基底清洗洁净的标准是水能顺着衬底流下，衬底表面只留下一层均匀的水膜，没有水珠附在衬底表面。
1.2制备参数设定影响薄膜性能的因素有很多，为了控制这些因素的影响而形成了各种制备工艺，一般的薄膜制备工艺需要考虑的影响因素为：老化处理、清洗、沉积参数、蒸汽的入射角度、基片温度和蒸发速率等，这些工艺或者组合将对薄膜的折射率、光散射、光吸收、光学稳定性、薄膜的各向异性、薄膜的应力、附着力、薄膜硬度和亲水性等性能产生影响。
各种因素首先对薄膜的化学成分和薄膜的微观结构产生影响，从而改变薄膜的性能。
（1）前期的准备工作：在试验前应该对固定的参数进行测定，如：蒸汽分子的入射角、离基片的距离；加热源离基片的距离、热电偶离基片的距离。
真空镀膜机需要考察的参数有：烘烤温度(与基片的温度是有差异的)、工转电压(有离子源是否要工转)、清洗(荧光清洗)、束流、本底真空、工作真空(区分有离子源和无离子源)、沉积速率(晶振仪所测膜厚和光学测量膜厚与实际膜厚的区别)、光学监控参数(响应时问、输入信号、透射、补偿)；（2）工艺参数的确定：根据真空镀膜机多次前期试探性制样规律以及长期工作经验，并参照其他文献对工艺参数的分析规律。
实验所用工作参数如表1所示。
本实验采用了Ti203、Ti35和Ti02作为初始蒸发材料，膜料的具体参数如表2所示，采用规格为2×25×75mm的玻璃片作为沉积基片。
表1.实验所用工作参数表2.镀膜材料名称与参数1.3抽真空抽真空指的是利用真空泵来去除系统中的气体，以降低气压，达到一定的真空度。
由此可见，获得真空的重要部件是真空泵，它们是真空系统的主要组成部分。
本实验的高真空抽气机组由一个直联高速旋片式真空泵和F250／1500涡轮分子泵组成。
因为涡轮分子泵适用的压力范围为111~510-⨯Pa 之间，因而，旋片式真空泵作为其前级泵。
又由于打开过的真空室压强为大气压，而涡轮分子泵不用时都要保持真空状态，它们之间的压强差在它们之间的插板阀上产生了很大的压力，使得抽真空时，插板阀很难打开而且容易损坏，所以另装一个旋片式真空泵直接与真空室连接，作为辅助泵，用作预抽真空。
需要镀膜时，把靶材和基片装入真空室后开始抽真空，操作步骤如下：（1）关上辅助泵放气阀，打开辅助泵电源，打开辅助泵阀门，用辅助泵抽真空室至10Pa左右。
（2）打开冷却水以及前级泵电源，关闭辅助泵与真空室之间的阀门，关闭辅助泵电源，辅助泵没有配电子阀，所以关电源后要及时打开放气阀，使泵内压强与大气压保持一致，防止返油，污染真空室。
（3）打开真空室与涡轮分子泵之间的插板阀。
前级泵抽真空至1Pa左右，打开涡轮分子泵，七分钟左右可抽真空至310-Pa数量级。
1.4蒸镀实验中以玻璃为基底材料，进行清洗后，镀膜材料使用两种不同的组合，一种是采用纯度为99.99％的Ti02粉末，另一种采用99.9％的Ti2O3和99.9％的Ti305粉末，按1:l比例混合，考虑不同镀膜材料对制备的Ti02薄膜的性能和结构的影响。
用溶剂将混合物调和成乳状体，分别涂抹在电阻丝上，抽真空至0.01Pa，在抽真空期间用所需真空炉气氛气体(N2或02)置换两次，瞬间加热镀膜材料至蒸发温度，蒸发后沉积在高速旋转的样品基底上，整个试验过程都是在镀膜机控制硬件设备控制，调整镀膜时间得到所需要的膜层。
其制备参数如表3所示。
表3.不同镀膜材料制备二氧化钛薄膜所用参数以99.9％的Ti203和99.9％的Ti35粉术按1:1比例混合作为镀膜材料。
在真空达到3510-⨯Pa条件下，在电阻丝的两端加电压或电流，导入适量02，使混合物与02发生化学反应，生成二氧化钛稳定结构，沉积到工件转架上的试样基底上。
其化学反应方程式如下：2Ti2O3+O2→4TiO22Ti3O5+O2→6TiO2薄膜厚度影响着薄膜的结构和性能，因此对不同厚度的二氧化钛薄膜进行研究很有必要，实验中通过控制薄膜蒸镀时间来控制薄膜厚度，其实验用参数如表4所示。
表4.制备不同厚度TiO2薄膜实验参数1.5热处理薄膜的微观结构与退火的温度关系密切，基片不加热时溅射制备的Ti02薄膜主要呈现无定型状态，需要进行热处理才能得到较好的晶态，才可充分利用Ti02的一些性能。
在不同的温度下退火，退火时间的长短，对薄膜的粒径大小、晶相结构都有直接关系。
资料表明，退火温度对Ti02薄膜的晶相结构影响很大，一般认为高温退火可以得到金红石相，低温退火有利于锐钛矿相的形成。
因此，实验中对制备的Ti02薄膜进行退火处理是必要的。
在退火时温度上升和温度下降的过程要十分缓慢，温度升降率一般小于2℃/min，这是防止温度变化过快基体和薄膜膨胀系数不匹配而使薄膜脱离，或者是使薄膜与基体之间应力过大，也是为了给足够的时间让薄膜充分团聚。
1.6性能测试性能测试主要是TiO2薄膜的晶体结构分析、形貌测试、亲水性能测试、光学性能测试，其中采用X射线衍射仪进行晶体结构分析、采用扫描电子显微镜进行薄膜截面形貌与厚度分析、用液滴分析仪进行亲水性测试和紫外可见光光度计测试薄膜光学性能。
2.性能影响因素真空蒸镀法对TiO2薄膜性能的影响因素很多，主要影响因素有基底材料、镀膜原料、薄膜厚度和退火情况。
2.1基底材料基底材料的原子结构形式(如单晶、多晶或无定型)会影响薄膜的原子结构形式，特别是基底的晶格常数与生长薄膜材料的晶格常数是否相匹配，这对薄膜的生长有较大影响。
通常在无定型基底上生长的多晶薄膜具有较弱的晶粒趋向，基底的不完善结构(缺陷)也会对薄膜的成核生长有明显的影响。
基底和蒸发沉积材料原子间结合力的增强，通常使蒸发沉积原子的表面徒动性降低，初始晶核数量增多和薄膜附着力增强。
这些因素影响初始生长期间各岛的合并、大小和结构。
2.2镀膜原料钛具有多种化合价态，其性能各不相同，在钛的多种固态相中，Ti02、Ti23和Ti35常被用来当成蒸发膜料来制备氧化钛薄膜。
在制备过程中，各种固态相的蒸发和氧化过程将直接影响薄膜的质量。
（1）用纯Ti02粉末制备的薄膜为无定型，以质量比比例为l：l的Ti23和Ti305粉末制备的二氧化钛薄膜有细微的晶粒生成，主要是有锐钛矿相生成，但没有其他有杂质的晶相生成。
在制备过程中，各种固态相的蒸发行为和氧化过程将直接影响薄膜的质量,出现这种反差的主要原因是由于以Ti203和Ti35粉末制备的二氧化钛薄膜时与真空炉中的少量02发生反应，主要反应可以简单表示如下：2Ti2O3+O2→4TiO22Ti3O5+O2→6TiO2在这个过程中发出大量的热量，这些热量有助于薄膜的进一步结晶，但这些能量仍然不能促进薄膜的大量结晶状况，从而能形成微小的晶粒状态。
（2）以Ti2O3和Ti3O5为镀膜材料制备的薄膜存在着多相，是Ti2O3、Ti3O5和TiO2的混合物且有很好的混合均匀性。
而以Ti02为镀膜材料制各的TiO2薄膜除少数的成晶白点外，其他的均是单一相，中间相很少。
(3) 以纯TiO2制备的薄膜在紫外光区有最好的吸收率，但以Ti2O3和Ti3O5为混台物做膜料制备的TiO2薄膜对光的吸收基本没有大的变化，主要是由于制备的TiO2薄膜相不纯且未结晶的原因造成的。
因此选择用以纯TiO2制备薄膜具有更好的光学性能。
（4）相对于纯玻璃来说，以Ti02、Ti35和Ti3O5为膜料制备的薄膜样品亲水性均有所提高，其中以Ti3O5和Ti02为膜料制备的薄膜样品具有最好的亲水性．但仅比以Ti02为膜料制备的薄膜样品有较小的提高，相差不大。
2.3薄膜厚度 Ti02薄膜的晶体缺陷有表面缺陷和体内缺陷两种。
较薄的Ti02薄膜有较大的比表面积，其表面缺陷对Ti02结晶特性和有关性能的影响占主要地位。
反之，较厚的Ti02薄膜有较小的比表面积，此时体内缺陷对Ti02结晶特性和有关性能的影响占主要地位。
由于Ti02薄膜的表面缺陷及体内缺陷造成的点阵畸变方式不同，对组织性能的作用机制则各有不同，若结晶生成不同厚度的薄膜，表面缺陷和体内缺陷作用程度比例便会不同，势必导致薄膜组织性能的差别。
另外，不同的薄膜生长过程或不同的制备方法造成表面缺陷和体内缺陷有不同的密度及分布状态，也会导致表面缺陷和体内缺陷各自作用程度的变化。
2.4退火退火主要是退火时间和退火温度对TiO2薄膜的性能产生影响。
（1）退火时间随退火时间的提高，镀有Ti02薄膜的样品逐步提高了薄膜在紫外可见光区的吸收，使吸收带红移。