Vakuum se odnosi na stanje gasa u datom prostoru koje je ispod jednog atmosferskog pritiska. Jednostavno rečeno, to znači izvlačenje velike većine molekula plina iz posude, što rezultira pritiskom mnogo nižim od vanjskog atmosferskog tlaka.
Iz mikroskopske perspektive, vakuum ne znači potpuno odsustvo materije. Još uvijek mogu biti male količine molekula plina, jona, fotona itd. u vakuumu. Međutim, količina ovih supstanci je vrlo mala, što vakuumskom okruženju daje neka posebna svojstva, kao što su nizak pritisak, visoka izolacija, mali prenos toplote itd.
Vakuum se generalno može podeliti na sledeće nivoe:
Nizak vakuum: Raspon pritiska je obično oko 101325Pa (jedna standardna atmosfera) do 1333Pa. Unutar ovog raspona još uvijek postoji dosta molekula plina, koji se uglavnom koriste za neke grube vakuumske aplikacije kao što su vakuumsko sušenje, vakuumsko oblikovanje itd.
Srednji vakuum: Opseg pritiska je približno 1333 Pa do 1,33 × 10 ⁻¹ Pa. U srednjem vakuumu, broj molekula gasa se dodatno smanjuje, što se može koristiti u nekim preliminarnim fazama vakuumske metalurgije i vakuumskog oblaganja.
Visoki vakuum: opseg pritiska od 1,33 × 10 ⁻¹ Pa do 1,33 × 10 ⁻⁶ Pa. U uslovima visokog vakuuma, molekuli gasa su veoma retki i pogodni za visokoprecizno vakuumsko prevlačenje, zavarivanje elektronskim snopom,vakuum termička obrada, itd.
Ultra visoki vakuum: pritisak ispod 1,33 × 10 ⁻⁶ Pa. U okruženjima ultra visokog vakuuma, gotovo da nema prisutnih molekula gasa, koji se uglavnom koriste u nekim najsavremenijim naučnim istraživačkim poljima, kao što su istraživanja o površini, određeni ključni procesi uproizvodnja poluprovodnika, itd.
Uloga vakuumske tehnologije u nanošenju premaza
Isključivanje nečistoća: U vakuumskom okruženju, broj molekula gasa je znatno smanjen, što može efikasno eliminisati nečistoće u vazduhu, kao što su kiseonik, azot, vodena para, itd. Ove nečistoće će reagovati sa ciljnim materijalom i supstratom, utičući na kvalitet i performanse filma. Putem vakuumske tehnologije može se stvoriti okruženje visoke čistoće kako bi se osigurala čistoća i stabilnost filma.
Poboljšajte efikasnost raspršivanja: U vakuumskom okruženju, kretanje jona je slobodnije i na njega ne utiču faktori kao što je otpor vazduha. Ovo omogućava ionima da se sudare sa ciljnim materijalom pri većim brzinama i energijama, čime se poboljšava efikasnost raspršivanja. Osim toga, vakuum može smanjiti raspršivanje i kolizije jona i poboljšati efikasnost korištenja jona.
Kontrola parametara premaza: Vakuumska tehnologija može precizno kontrolisati parametre kao što su pritisak vazduha, temperatura i snaga tokom procesa nanošenja premaza. Podešavanjem ovih parametara može se postići kontrola debljine, sastava, strukture i drugih aspekata filma. Na primjer, promjenom tlaka zraka, energija i gustina jona se mogu regulisati, čime se utiče na brzinu rasta i kvalitet tankih filmova.
Poboljšanje kvaliteta filma: Tanki filmovi pripremljeni u vakuumskim uslovima imaju veću čistoću, bolju uniformnost i manju gustinu defekata. To je zato što vakuum može eliminirati nečistoće i kontrolirati parametre premaza, čime se smanjuju nedostaci i nečistoće u filmu. Osim toga, vakuum može smanjiti oksidaciju i kontaminaciju tankih filmova, poboljšati njihovu stabilnost i trajnost.
