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真空系统的真空卫生与处理

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信息编号：	577299
发布地区：	北京市
所属栏目：	真空设计选配检漏
发布日期：	2013/10/11 14:36:04
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发布用户：[王嘉升]

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1、材料表面常见的污染形式：
（1）环境空气中的尘埃和抛光残渣及其他有机物等；
（2）水基类：操作时的手汗、吹气时的水汽、唾液等；
（3）表面氧化物：材料长期放置在空气中或放置在潮湿空气中形成的表面氧化物；
（4）酸、碱、盐类物质：清洗时的残余物质、手汗、水中的矿物质等；
（5）油脂：加工、装配、操作时沾染上的润滑剂、切削液、真空油脂等。
2、材料表面净化
   表面净化定义为在真空工艺进行前，先从工件或系统材料表面清除所不期望的物质的过程。净化处理的目的是为了改进真空系统中所有器壁和其他组件表面在各工作条件下的工作稳定性。这些工作条件包括高温、低温以及电子、离子、光子、或重粒子的发射和轰击
   净化处理后要求得到的表面，可分为原子级清洁表面和工艺技术上的清洁表面两类。
   原子级清洁表面仅能在超高真空下实现。他需要在严格控制的环境条件下进行，一般通过较长的时间过程，采用如加热、粒子轰击、溅射、气体反应等技术手段在特定的表面区域获得原子级清洁表面。通常的实际应用一般并不要获得原子级清洁表面，仅要求工艺技术上的情节或较好的表面质量，即保证所有的表面尽可能没有微观结构物质，并且使净化处理后表面的各种分子约束得更紧密，在基体相上没有明显的化学物质。
   一般情况下，在一切需要使用溶剂的清洁净化工作都不能再真空中进行。如果在真空中进行净化处理（通常采用加热、轰击等手段），那么净化处理通常是在真空工艺系统内部进行的（如镀膜室、分析室）
1、溶剂清洗
用溶剂清洗是一种应用最普通的方法。该方法中使用的各种清洗液可分为：
（1）软化水或含水系统：如含洗涤剂的水、稀酸或碱；
（2）无水有机溶剂：如乙醇、乙二醇、异丙醇、甲酮、丙酮等；
（3）石油分馏物、氯化或氟化碳氢化物；
（4）乳状液或溶剂蒸汽
（5）金属清洗剂：这种清洗剂分为酸性、碱性和中兴偏碱三类。其用途分别为：1）酸性：多用于清洗氧化物、锈和腐蚀物；2）碱性：含有表面活性剂，用于清除轻质油污；3）中性偏碱：可避免酸碱对表面的损失。
  所采用的溶剂类型取决于污染物的本质。
2、超声波清洗
   它提供了一种清除较强粘附污染的技术方法。这种清洗工艺可产生很强的物理清洗作用。因而是振松与表面强粘合污染物的非常有效的技术。在超声清洗工艺中，可以根据污染物种类的不同，选择纯水、有机溶剂清洗液或无机酸性、碱性和中性清洗液作为清洗介质。为了强化清洗效果，有时还在清洗液中加入金刚砂研磨剂。清洗液可按以下原则选取：（1）表面张力小；（2）对声波的衰减小；（3）对油脂的溶解能力大；（4）无毒、无害物质

3、蒸汽脱脂清洗
   主要适用于清除基片表面油脂膜和类脂膜等碳氢化物，对于带有牢固附着污染物和污染得很严重的基片，当用擦洗和浸洗或超声波清洗方法清洗以后，再用蒸汽清洗会得到很好的清洗效果。这种方法经常用于玻璃的清洗工序的最后一步。蒸汽脱脂工艺的清洗液可以是异丙基乙醇、三氯乙烯或某周氟化的碳水化合物。溶剂被加热蒸发，形成熟的高密度蒸汽。
   蒸汽脱脂清洗操作方法简单。可大批量清洗，是得到高质量清洁表面的好方法。其清洗效率可用测定摩擦系数的方法来检验。另外还有暗场检验、接触角和薄膜附着力测量等方法，这些值越高，表面清洁得越好。
4、电解侵蚀清洗处理
  采用电解侵蚀方法可以缩短侵蚀时间及减少溶液的消耗，并可以得到化学侵蚀所不易得到的侵蚀效果。
  电解侵蚀非为阳极侵蚀和阴极侵蚀。阳极侵蚀是将被清洗的金属零件放在某种溶液中，并将零件接在电源的正极，阴极板材料可用铅、钢或铁。电解时在阳极产生氧气，由于受氧气气泡的机械冲击作用从而将氧化物剥离。阴极侵蚀是把工件接至阴极，用铅、铅锑合金或硅铁作阳极。侵蚀时在阴极上产生氢气将氧化物还原并消除氧化层。同时也由于氢气逸出时的机械力量使氧化层脱落。
5、加热和辐照清洗
   将工件放置于常压或真空中加热，促使其表面上的挥发杂质蒸发来达到清洗的目的。这种方法的清洗效果与工件的环境压力，在真空中保留时间的长短、加热温度、污染物的类型及工件材料有关。其原理是加工工件，促使其表面吸附的水分子和各种碳氢化合物分子的解析作用增强。解吸增强的程度与温度有关。子啊超高真空下，为了得到原子级清洁表面，加热温度必须高于450℃才行。对在较高温度的衬底上淀积膜的情况，加热清洗方法特别有效。

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