Параметры распыляемого материала и условий его ввода в зону испарения

Давление насыщенных паров и скорость испарения при выбранном материале зависят от температуры поверхности испарения. Регулированием мощности источника теплоты получают температуру испаряемого материала, при которой Р ₀ > 1,33 Па. С увеличением температуры испаряемого материала давление насыщенных паров резко возрастает. Так, при испарении алюминия и хрома увеличение температуры на 10–15 % приводит к возрастанию Р₀ почти на порядок.

Давление насыщенных паров и скорость испарения существенно зависят от состояния испаряемой поверхности. Посторонние включенния, наличие оксидной пленки и других дефектов затрудняют протекание процесса испарения. Недопустима также высокая концентрация газообразных примесей в испаряемом материале. Большое значение для стабилизации процесса имеют форма и размеры поверхности испарения, которую регулируют различными способами, в частности подпиткой при тигельном испарении или подачей стержневого материала по мере его расходования. Для подпитки тиглей применяют порошковые или проволочные материалы. Неравномерная подача приводит к колебанию уровня ванны, что влияет на характер распределения элементов при электронно-лучевом нанесении покрытий. Постоянство уровня ванны достигается с помощью различных систем слежения (например, с помощью лазерного луча).

Параметры, характеризующие внешние условия нанесения покрытий

Большое влияние оказывают следующие параметры: давление в камере, дистанция (расстояние от испарителя до поверхности конденсации), температура поверхности изделия.

Давления в камере Р_к выбирают от 10^-2 Па и ниже, при более высоких давлениях (Р_к > 1,33×10^-1 Па) скорость испарения падает. Дистанцию выбирают в пределах 150–250 мм, для оптимальных значений Р_к это расстояние значительно меньше длины свободного пробега частиц. Увеличение дистанции положительно влияет на равномерность покрытий.

Температура поверхности изделий наибольшее влияние оказывает на адгезионную, когезионную прочность покрытий и их структуру. Невысокие температуры (менее 0,3 от температуры плавления распыляемого материала) способствуют формированию на поверхности изделий слабо сцепленных покрытий с низкой когезионнои прочностью.

Параметры потока осаждаемых частиц. Рассмотренные ранее параметры процесса обеспечивают создание потока частиц со следующими показателями: плотность потока 10¹⁶–10²² частиц/см²с); средняя кинетическая энергия (0,32–0,8)×10^‑19 Дж; степень ионизации 0,01–1,2 %. Высокая плотность потока частиц обеспечивает повышенную производительность процесса, скорость роста покрытий достигает 1 мкм/мин и выше.