为什么真空镀膜设备需要在真空条件下镀膜

在常压下，蒸发涂层材料不能形成理想的薄膜。事实上，如果压力不够低（或者真空度不够高），就无法获得良好的结果。例如，当以102个焊炬的数量级蒸发铝时，所得到的膜层不仅没有光泽，甚至是灰色或黑色，并且机械强度极差。用松鼠刷轻轻刷可能会损坏铝层。

蒸发镀必须在一定的真空条件下进行，因为：

1.

更高的真空度可以确保蒸发分子的平均自由程大于从蒸发源到衬底的距离。由于气体分子的热运动，分子之间的碰撞也非常频繁。尽管气体分子以相对较高的速度移动（高达每秒几百米），但分子在两次连续碰撞之间的距离称为其自由程，大量分子自由程的统计平均值称为分子的平均自由程。

由于气体的压力与每单位体积的分子数量成正比，因此平均自由程也与气体的压力成正比。在薄膜的真空沉积过程中，当沉积距离大于分子的平均自由程时，称为低真空沉积，而当沉积距离小于分子的平均游离程时，则称为高真空沉积。在高真空沉积过程中，蒸发的原子（或分子）和残余气体分子之间的碰撞可以被忽略，因此蒸发的原子以直线飞向衬底。这样，保持更大动能并到达基底的蒸发原子可以在基底上凝结成更强的膜层。在低真空沉积过程中，碰撞导致蒸发原子的速度和方向发生变化，甚至可能在太空中产生蒸汽原子的集合，类似于大气中的水蒸气形成雾。

2.

在高真空下，可以减少残余气体污染。在真空度不太高的情况下，真空室中含有大量残留的气体分子（如氧气、氮气、水和碳氢化合物），这会给薄膜的涂层带来很大的危害。它们与蒸发的膜分子碰撞，缩短了平均自由程；它们与被拍摄的表面碰撞并发生反应；它们隐藏在形成的薄膜中，并逐渐侵蚀薄膜；它们在高温下与蒸发源结合，从而缩短了它们的使用寿命；它们在蒸发的薄膜材料表面形成氧化物层，这阻碍了蒸发过程的顺利进行。

因此，如果真空镀膜设备想要涂覆薄膜，在涂覆之前必须处于真空状态，这样薄膜才会牢固且没有污染物。