真空镀膜技术(张以忱)/真空工程技术丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张以忱等编著 著

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• 真空技术
• 物理气相沉积
• PVD
• 镀膜工艺
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• 张以忱

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出版社： 冶金工业出版社

ISBN：9787502450205

商品编码：1026406834

出版时间：2009-10-01

作  者:张以忱 等编著 著作 张熙莹 译者 定  价:59 出 版 社:冶金工业出版社 出版日期:2009年10月01日 装  帧:平装 ISBN:9787502450205 ●暂无

内容简介

暂无

《真空镀膜技术（张以忱）/真空工程技术丛书》的简介 本书全面而深入地阐述了真空镀膜技术的核心原理、关键工艺、设备构成以及在各个领域的广泛应用。 第一部分：真空镀膜技术基础 本部分将从最基础的概念出发，为读者构建一个坚实的理论框架。首先，我们将详细介绍“真空”的定义、重要性以及在镀膜过程中的关键作用。从低真空、高真空到超高真空，不同真空度的产生原理、维持方法以及对镀膜过程的影响都将一一剖析。我们将深入探讨真空泵系统的组成、工作原理，包括机械泵、扩散泵、涡轮分子泵、离子泵等，并分析如何根据不同的工艺需求选择合适的真空系统，以及如何监测和控制真空度。 接着，本书将聚焦于“镀膜”这一核心概念。我们将详细解释薄膜的形成机制，从原子或分子的沉积到薄膜结构的生长，包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两大类。对于PVD，我们将深入讲解其主要方法，包括： 蒸发镀膜： 详细介绍电阻蒸发、电子束蒸发、感应蒸发等不同蒸发源的工作原理、优缺点，以及它们在不同材料镀膜中的适用性。例如，电阻蒸发如何利用加热丝的焦耳热来熔化并蒸发金属材料；电子束蒸发如何利用高能电子束轰击靶材，实现高效、高纯度的蒸发；感应蒸发如何利用高频电磁场感应加热来熔化和蒸发材料。 溅射镀膜： 详细介绍直流（DC）溅射、射频（RF）溅射、磁控溅射、反应溅射等溅射技术。我们将深入分析溅射过程中的物理机制，如等离子体的产生、离子轰击靶材、靶材原子被溅射出来以及在基底上的沉积过程。对于磁控溅射，我们将解释磁场如何增强等离子体密度，提高溅射效率和沉积速率。对于射频溅射，我们将介绍其如何克服绝缘体靶材溅射的难题。反应溅射则会重点介绍如何通过引入反应气体，在溅射过程中形成化合物薄膜。 对于CVD，我们将详细介绍其基本原理，即通过化学反应在基底表面沉积薄膜。我们将分类讲解不同的CVD方法，包括： 常压CVD（APCVD）： 适用于对膜厚均匀性要求不高的场合，原理简单，成本较低。 低压CVD（LPCVD）： 在较低的压力下进行，可以获得更高质量、更均匀的薄膜，尤其适用于半导体制造。 等离子体增强CVD（PECVD）： 利用等离子体来促进反应，可以在较低的温度下实现薄膜沉积，适用于对热敏感的基底。 金属有机化学气相沉积（MOCVD）： 使用金属有机化合物作为前驱体，是制备高质量Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体薄膜的关键技术。 在基础部分，我们还将重点介绍薄膜的生长模式，如岛状生长、层状生长、阶梯状生长等，以及影响薄膜结构的因素，如衬底温度、沉积速率、气体压力、基底表面状态等。此外，我们将初步探讨薄膜的表征技术，如膜厚测量、晶体结构分析、表面形貌观察等，为后续的工艺优化和质量控制奠定基础。 第二部分：关键工艺与设备 本部分将深入探讨实际真空镀膜过程中涉及的关键工艺参数和核心设备。 2.1 预处理工艺： 在进行真空镀膜之前，基底材料的预处理至关重要。我们将详细介绍各种预处理方法，包括： 清洗： 涵盖溶剂清洗（有机溶剂、酸碱溶液）、超声波清洗、等离子体清洗等。我们将分析不同清洗方法对去除表面污染物（如油污、氧化物、颗粒等）的有效性，以及如何避免对基底造成损伤。 表面改性： 介绍等离子体活化、离子束刻蚀、化学处理等方法，用于改变基底表面能、增加表面粗糙度或引入官能团，以提高薄膜与基底的结合力。 2.2 镀膜工艺参数控制： 精确的工艺参数控制是获得高质量薄膜的关键。我们将详细分析以下关键参数的影响： 真空度： 前文已述，此处将结合具体镀膜过程，强调不同工艺对真空度的具体要求。 衬底温度： 衬底温度直接影响薄膜的结晶度、晶粒尺寸、致密性以及应力。我们将讨论不同材料和工艺对衬底温度的优化范围。 沉积速率： 沉积速率影响薄膜的致密性、均匀性和表面形貌。过快或过慢的沉积速率都可能导致薄膜质量下降。 工作气体种类与压力： 在PVD和CVD过程中，工作气体的选择及其压力是至关重要的。例如，在磁控溅射中，Ar是常用的溅射气体，而O2、N2等反应气体则用于制备氧化物或氮化物薄膜。CVD中前驱体气体的种类、流量以及稀释气体的选择直接决定了沉积薄膜的成分和结构。 靶材（蒸发源）的功率/温度： 决定了蒸发或溅射的原子/分子通量。 基底偏压： 在溅射过程中施加的基底偏压可以提高薄膜的致密性、附着力，并影响薄膜的导电性等。 2.3 真空镀膜设备构成： 我们将系统介绍各种真空镀膜设备的主要组成部分： 真空室： 详细介绍不同形状、材质（如不锈钢）、设计（如旋转机构、观察窗）的真空室，以及其密封要求。 真空系统： 如前文所述，重点关注与具体镀膜设备配套的真空泵组、阀门、真空计等。 镀膜源： 详细介绍各种蒸发源（电阻加热舟、灯丝、电子枪）和溅射源（磁控溅射枪、射频溅射枪）的结构、原理和性能特点。 衬底转盘/加热器： 介绍用于承载和加热基底的装置，以及其转速、温度控制的精度。 气体供给系统： 介绍用于精确控制工作气体流量和压力的系统，包括质量流量控制器（MFC）、手动/自动阀门等。 电源与控制系统： 介绍用于为镀膜源提供能量的电源，以及用于监测和控制整个工艺流程的自动化控制系统。 第三部分：薄膜性能表征与质量控制 本部分将聚焦于如何评估和保证真空镀膜薄膜的质量。 3.1 薄膜性能表征技术： 我们将详细介绍常用的薄膜性能表征技术，这些技术是优化工艺、理解薄膜结构与性能关系的关键： 膜厚测量： 介绍台阶法（如触针式测厚仪）、光学法（如椭圆偏振仪、紫外-可见分光光度计）以及扫描电子显微镜（SEM）截面观察等方法。 表面形貌与结构分析： 光学显微镜： 用于观察宏观缺陷。 扫描电子显微镜（SEM）： 提供高分辨率的表面形貌图像，并可结合能谱仪（EDS）进行元素成分分析。 原子力显微镜（AFM）： 提供纳米尺度的表面形貌信息，可测量表面粗糙度。 X射线衍射（XRD）： 分析薄膜的晶体结构、晶粒尺寸、取向以及物相组成。 透射电子显微镜（TEM）： 提供高分辨率的内部微观结构信息，包括晶界、位错等。 成分分析： X射线光电子能谱（XPS）： 分析薄膜表面元素的化学状态和组成。 俄歇电子能谱（AES）： 提供表面元素组成和空间分布信息。 二次离子质谱（SIMS）： 进行深度剖析，分析薄膜的深度成分分布。 能量色散X射线光谱（EDS）： 常与SEM联用，进行元素成分定性或定量分析。 光学性能测量： 紫外-可见分光光度计： 测量薄膜的透射率、反射率，进而计算吸收率和折射率、消光系数等光学常数。 光泽度计、雾度计： 评估薄膜的光学外观。 力学性能测试： 硬度计： 如维氏硬度计、纳米压痕仪，测试薄膜的硬度。 附着力测试： 如划痕法、百格法，评估薄膜与基底的结合强度。 内应力测试： 如弯曲法，测量薄膜内部产生的应力。 电学性能测试： 四探针法： 测量薄膜的电阻率。 霍尔效应测量： 确定载流子类型、浓度和迁移率。 I-V特性曲线测量： 评估器件性能。 3.2 质量控制与工艺优化： 在了解了各种表征技术后，本书将指导读者如何将这些信息应用于实际的质量控制和工艺优化。我们将讨论： 工艺参数与薄膜性能的关系： 通过实验设计（DOE）等方法，系统研究工艺参数（如温度、压力、功率、气体流量等）对薄膜厚度、均匀性、致密性、附着力、光学性能、电学性能等的影响规律。 常见镀膜缺陷及其产生原因与解决方法： 例如，针孔、起泡、剥落、夹杂物、表面粗糙等缺陷的成因分析，以及相应的工艺调整和改进措施。 过程监控与闭环控制： 介绍在线监测技术（如石英晶体微天平）以及自动化控制系统在保证产品质量中的作用。 可靠性评估： 讨论薄膜在实际应用中可能遇到的环境因素（如湿热、光照、化学腐蚀等）对其性能的影响，以及相关的加速寿命试验方法。 第四部分：真空镀膜技术的应用领域 本书最后一部分将展现真空镀膜技术在现代工业中的广泛应用，通过具体案例说明其重要性和不可替代性。 光学领域： 增透膜（AR Coating）： 用于照相机镜头、望远镜、显示屏等，减少反射，提高透光率。 反射膜（Reflective Coating）： 用于镜子、激光器反射镜、太阳能电池等。 滤光膜（Filter）： 用于光学仪器、显示设备、传感器等，选择性地透过或阻挡特定波长的光。 偏振膜（Polarizing Film）： 用于液晶显示器（LCD）等。 电子与半导体领域： 金属导线和接触层： 如铝、铜、金等薄膜在集成电路中的互连。 电介质层： 如氧化硅、氮化硅薄膜，用于绝缘和栅极氧化层。 半导体薄膜： 如多晶硅、非晶硅、化合物半导体薄膜（GaAs、GaN等），是制造晶体管、LED、激光器等的核心材料。 磁性薄膜： 用于硬盘驱动器、磁头、磁传感器等。 装饰与防护领域： 耐磨涂层： 如氮化钛（TiN）、类金刚石（DLC）薄膜，用于刀具、模具、手表、汽车零部件等，提高其耐磨性和硬度。 耐腐蚀涂层： 保护金属表面免受化学腐蚀。 装饰性涂层： 赋予产品独特的光泽和颜色，如PVD金、彩色TiN等。 能源领域： 太阳能电池： 透明导电薄膜（如ITO）、背反射膜、减反射膜等。 平板显示器： ITO导电膜、彩色滤光膜、有机发光二极管（OLED）材料等。 低辐射（Low-E）玻璃： 用于建筑节能，通过镀上一层极薄的金属或金属氧化物薄膜来反射红外线。 生物医药领域： 生物相容性涂层： 用于医疗植入物（如人工关节、心脏支架），提高其生物相容性和抗血栓性。 抗菌涂层： 利用银、二氧化钛等材料的抗菌性能。 其他领域： 触屏显示： 导电膜（ITO、AgNWs、IGZO等）。 气体分离膜。 超硬涂层。 本书力求通过系统性的知识体系、详实的工艺细节、丰富的应用实例，为读者提供一个全面、深入、实用的真空镀膜技术学习平台，帮助相关领域的科研人员、工程技术人员和学生掌握核心技术，解决实际问题，推动技术创新与产业发展。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将步入职场的大学毕业生，我对未来工作所需的专业知识充满渴望。我的专业方向与材料科学和工程紧密相关，而真空镀膜技术是这个领域中一个非常重要且具有挑战性的方向。《真空镀膜技术》这本书，我猜想会是我的“案头必备”。我希望书中能够清晰地阐述真空镀膜的各个环节，包括真空系统的组成和原理，镀膜源的设计和选择，以及薄膜生长过程中的关键参数控制。特别是，我希望能详细了解各种镀膜技术（如磁控溅射、蒸发镀膜、离子束辅助镀膜等）的具体操作步骤和注意事项。如果书中还能包含一些关于薄膜性能测试和表征的介绍，例如膜厚测量、成分分析、光学性能测试等，那将是极大的帮助。我期望这本书能够帮助我快速掌握真空镀膜的核心知识，为我未来的工作打下坚实的基础，让我能够自信地面对实际的工程挑战。

评分☆☆☆☆☆

我是一名从事光电材料研发的科研人员，真空镀膜技术是我们日常工作中不可或缺的一环。过去，我们依赖于零散的文献和经验积累来完成镀膜任务，常常会遇到一些瓶颈问题。因此，我一直期望能有一本权威、全面的书籍来指导我们的工作。《真空镀膜技术》这本书的出现，让我看到了突破现状的希望。我尤其关注书中是否会详细阐述各种镀膜方法的物理机制，例如溅射过程中的等离子体鞘层形成，蒸发过程中的分子束控制，以及离子束辅助镀膜的能量调控等。这些深层次的理解，对于我们优化工艺参数，提高膜层性能至关重要。此外，我也希望书中能对不同镀膜设备（如Sputter、Evaporation、ALD等）的优缺点和适用范围进行详细的比较分析，帮助我们选择最适合我们研发需求的设备。如果书中还能提供一些关于膜层表征的常用方法和数据分析的技巧，那就更完美了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计实在是很吸引人，封面用了很有质感的哑光纸，触感温润，封面上的“真空镀膜技术”几个字烫金处理，在光线下泛着低调而耀眼的金光，瞬间就提升了整本书的档次。整个系列“真空工程技术丛书”的命名也非常专业，一看就知道是行业内的权威之作。我平时对这类技术书籍不太感冒，总觉得枯燥乏味，但这本书的封面设计给了我一种全新的感受，它不像我之前接触过的很多技术书那样，只追求内容的深度而忽略了视觉呈现。这种对细节的考究，让我开始对内容本身充满了期待。我迫不及待地想翻开它，看看里面的内容是否和它精美的外表一样令人惊艳。尤其是我看到作者是张以忱，之前在一些行业论坛上听到过他的名字，据说在真空镀膜领域很有建树。这让我更加确信，这本书一定蕴含着丰富的知识和宝贵的经验，值得我深入研读。我希望这本书能带我打开真空镀膜技术的大门，让我能够从零开始，逐步理解这项复杂而迷人的技术。

评分☆☆☆☆☆

我一直对精密制造和先进材料领域抱有浓厚的兴趣，而真空镀膜技术无疑是这两者交叉的精髓所在。这本书的问世，填补了我在这方面的知识空白。我非常希望这本书能够详细地解释真空环境对镀膜过程的重要性，比如为何需要高真空才能保证膜层的纯净度和均匀性，以及真空度对不同镀膜方法的具体影响。此外，我对不同镀膜方法的物理原理非常感兴趣。书中是否会深入剖析物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等主流技术？例如，PVD中的溅射和蒸发各有何优劣，分别适用于哪些场景？CVD中，不同反应气体如何协同作用，形成所需的薄膜？我尤其关注书中是否会提供关于设备选型、工艺优化以及膜层质量控制方面的指导。一本能够帮助我理解如何“做”出高质量真空镀膜的书，对我来说具有非凡的意义。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料科学和表面处理技术非常感兴趣，而真空镀膜技术正是其中一个非常关键且具有广泛应用前景的领域。从手机屏幕的疏油层，到光学镜头的增透膜，再到半导体芯片的金属化层，几乎无处不见它的身影。因此，我一直渴望找到一本能够全面、系统地介绍这项技术的书籍。这本书的出现，让我眼前一亮。《真空镀膜技术》这个书名直接点明了主题，而“真空工程技术丛书”则暗示了其专业性和系统性。我尤其看重书中是否能深入剖析不同真空镀膜方法的原理，例如物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）的异同，以及它们的优缺点和适用范围。如果书中还能涉及一些常用的真空镀膜设备，例如磁控溅射、离子镀等，并对它们的结构、工作原理及操作要点进行说明，那就更完美了。我希望这本书能够帮助我建立起对真空镀膜技术完整的知识框架，并为我日后深入研究特定领域的镀膜技术打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

当我看到这本书的标题和作者信息时，我首先想到的是它在理论深度和实践指导方面可能达到的高度。张以忱这个名字本身就自带光环，我相信他在这本《真空镀膜技术》中倾注了他多年的心血和宝贵的经验。我猜想，这本书的内容会非常扎实，可能从真空的基本原理讲起，逐步深入到各种真空镀膜技术的细节。我特别想知道，书中是否会详细介绍各种镀膜方法的物理或化学基础，比如原子/分子在真空中的运动轨迹，能量传递方式，以及它们与基底表面的相互作用过程。这对于理解镀膜的本质至关重要。同时，我也希望书中能包含一些关键工艺参数的讲解，例如真空度、靶材功率、气体流量、衬底温度等，以及这些参数对镀膜质量的影响。如果书中还能提供一些常用的镀膜设备故障排除和维护的建议，那这本书的实用价值将得到极大的提升。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚入行不久的工程师，我对真空镀膜技术可以说是知之甚少，很多概念都停留在书本和零散的资料中，缺乏系统性的认知。所以，当我看到《真空镀膜技术》这本书时，就觉得这可能是我急需的那块“敲门砖”。书的篇幅看起来不算薄，这让我既有点忐忑又有些欣喜。忐忑的是担心内容过于晦涩难懂，欣喜的是这说明内容会比较全面和深入，能够解答我心中的诸多疑惑。我特别关注书中是否会详细介绍各种真空镀膜的原理、工艺流程以及设备选型等基础知识。因为只有打好基础，才能更好地去理解更复杂的应用和发展趋势。同时，我也希望书中能够包含一些实际案例分析，这对于我们这些实践者来说尤为重要，能够让我们更快地将理论知识转化为实际操作能力，避免走弯路。这本书的出现，无疑是为我提供了一个系统学习的机会，我期待它能帮助我建立起扎实的理论体系，为我未来的职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前对真空镀膜的理解非常有限，仅限于一些模糊的概念。但这本书的出现，彻底改变了我的看法。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本带领我探索未知世界的指南。书中的内容，我猜想一定非常详尽，涵盖了从基础理论到实际应用的各个方面。我非常期待书中能够详细解释真空环境的形成和维持机制，以及各种气体分子的行为在真空中的特殊性。要知道，真空是进行镀膜的关键，而理解真空本身，就像是理解一个建筑的地基。此外，我还在想，书中是否会涉及不同镀膜材料的特性，以及如何根据不同的基材和应用需求来选择合适的镀膜材料和工艺？例如，在光学领域，对膜层的折射率、吸收率等都有极其苛刻的要求；而在电子领域，则更注重膜层的导电性、稳定性和互联性。这本书若能在这方面提供深入的解读，那我将受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于我这个在半导体行业摸爬滚打了多年的技术人员来说，无疑是一个振奋人心的消息。真空镀膜技术在半导体制造中扮演着至关重要的角色，从金属互连到栅极的形成，都离不开它。我迫切希望这本书能够提供关于主流半导体制造工艺中真空镀膜应用的详尽介绍。例如，书中是否会深入探讨 PVD（物理气相沉积）在金属化层制备中的具体应用，包括溅射不同金属靶材（如铝、铜、钨）的工艺细节和面临的挑战？又比如，CVD（化学气相沉积）在介质层和半导体层生长中的作用，以及不同气体前驱体的选择和反应机理？我非常期待书中能够提供关于这些工艺的详细参数设置、关键控制点以及可能出现的缺陷分析和解决方案。一本能够贴近实际生产需求的专业书籍，对于我们一线技术人员的日常工作，以及解决生产中的疑难杂症，具有极大的价值。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对材料表面改性技术充满好奇的学生，我一直在寻找一本能够系统性地介绍真空镀膜技术，并能激发我进一步研究兴趣的书籍。《真空镀膜技术》这个书名和作者的专业背景，让我对这本书充满了期待。我希望这本书能够以一种循序渐进的方式，从真空的基本概念讲起，然后逐步介绍各种主要的真空镀膜技术。我特别想了解，书中是否会详细讲解不同镀膜方法的原理，例如离子轰击的机制，等离子体的产生和特性，以及原子/分子在真空中的传播和沉积过程。更重要的是，我希望书中能够给出一些实际的例子，说明真空镀膜技术是如何在各个领域发挥作用的，比如在光学、电子、生物医药、装饰等领域，它们各自的应用特点和优势是什么。如果书中还能提及一些新兴的真空镀膜技术，例如原子层沉积（ALD）等，并对其发展前景进行展望，那将是极大的惊喜。

评分☆☆☆☆☆

送货很快，不错不错，正在学习

评分☆☆☆☆☆

看起来还ok，纸质一般。。

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还不错

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虽然价格不是最实惠的，但物流还好，比较快。

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好

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