真空科学与技术的一些前沿课题(1)

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　　真空产品生产厂家、真空行业的科技工作者每时每刻都应该掌握自己工作领域内最近、最新的学术动态，研究自己工作范围内的前沿课题，以便给自己定位，确定自己的对策，找出自己前进的方向，积极参加市场竞争，不断改革创新，才能立于不败之地。尤其是我国加入WTO之后，真空科技工作者的目光应该更远大，获取科技信息就显得更为重要，它是企业存在的保障，是科技工作者的生命线。
( ?6 r# N8 c5 e" M1、真空泵
　　真空泵的种类很多，可按下表进行分类。
4 e! j2 \* `2 u1 ~5 o
3 ]4 R4 q" a% x　　真空泵的前沿课题主要有：①号称21世纪绿色真空泵的各种无油泵（干泵）的研制；②喷射泵、扩散泵的理论研究与设计计算；③探索创新泵的工作原理，研制新型泵。
2、真空计量
　　真空计量目前研究的主要内容有：
$ r4 o4 E' e4 R5 H- S　　①真空度(全压力)测量与校准；
# _* b+ y% \' s# L. G　　②真空质谱分析，分压力的测量与校准；
　　③气体微流量(漏率)的测量与校准；
* S) S" O( x1 b, |　　④材料放气率的测量；
( M. M4 M4 Z  c" m. N　　⑤真空泵抽速测量。
真空计量研究的前沿课题可归纳为：
　　①研究非平衡态分子流理论，非平衡态分子流校准系统，超音速分子流校准系统，为空间真空测量和校准解决难题；
- B2 Z' A2 z* g0 [4 G8 `) Q　　②研究微小漏气率测量、校准技术；
( m' w6 g7 g9 I4 f" t1 x- Q' Q0 ?　　③研究解决极高真空的测量、校准问题，寻找新的测量理论；
9 }* n7 t0 A  [1 F6 _: ~! y　　④研究材料微量放气率测量与放气成分分析技术
　　⑤研究解决扩散泵返油率的测量问题，寻找新的测量方法。
( f8 T, B- O2 }8 S1 l3、真空镀膜
　　真空镀膜是真空科学技术领域中最活跃的一门应用技术，它涉及到镀膜设备、工艺、膜材、靶材等诸多方面，薄膜的种类很多，这里只能简单论述其中的一部分。
3.1、硬质薄膜
　　自然界中金刚石最硬，立方氮化硼第二，碳化硼第三。
2 K% k* ?' L+ K- T* t) B4 O　　①金刚石膜(CVD法生产): 热丝CVD法金刚石膜沉积速率可达 2.5μm/h，HV40~50GPa；
　　②B4C 碳化硼：用磁控溅射法生产，高温热稳定性好，1100℃以上，它是最硬材料，HV50.4gPa；
　　③复合膜：TiN-第1代；TiCN、TiAlN--第二代; 第三代是多组元复合膜和多层膜体系;TiN/TiCN、TiN/NbN、TiN/TiAlN、TiN/CrN、TaN/NbN(氮化钽/氮化铌)，HV55.6GPa，发展成多层纳米梯度膜- TiAl、TiAl1、TiAl2、ZrN(氮化锆)。发展方向：提高膜的韧性、耐磨性、耐热性、耐蚀性。
3.2、金刚石涂层刀具

# e- f/ R  A* B9 w+ ~, m　　研究方向：①提高金刚石涂层与基体之间附着力，设计中间过渡层，开发多涂层刀具; ②增大沉积面积，提高生长速率; ③研究PVD法金刚石涂层理论和工艺。
0 ~0 F- R( N: c% {" I3.3、光、电、 磁各种功能膜
- t0 {4 D  z0 v3 c/ ^! b　　这些功能膜种类繁多，性能各异，这里仅举部分例证。
; n1 W9 }( g: N$ w+ E) X+ H* S4 O* @　　①发光薄膜：Y2O3:Eu(尿素D溶液法)Eu(射频溅射法);
; N1 C6 k2 P. L( N# ?: c　　②冷光膜- 可见光区高反射，红外光区高透射，实现冷光照射，达到保护被照物目的;
$ b9 \, O7 c3 \: A: c" ?- ?* s/ `　　③有机光电薄膜：金属酞菁膜：CuPc-PbPc;CuPc/ZnS; 酞菁氧钛具有极高光敏系数;
" L+ l$ z& B* i/ ]9 |" U3 O　　④光电功能复合膜- Ag-Au-SiO2，Ag-BaO，Ag-SiO2,Ag-MgF2，其中Ag-MgF2纳米金属陶瓷薄膜具有光吸收特性，Ag-BaO具有光电发射特性；
　　⑤透明导电膜：ITO(In2O3:Sn),ZAO(ZnO:Al)，IMO(In2O3:Mo);
6 t* u: ?  R' A( ]/ z/ W　　⑥光致变色薄膜：18烷基取代螺吡喃薄膜(SP-18),在紫外光照下变色，在可见光照下恢复无色，可用于光信息存储、光控开关等；
) T5 ~. x0 p/ l. D　　⑦磁光记录薄膜：PbFeCo(铅铁钴);
　　⑧超大规模集成电路(VLSI)： 在Si基片上溅射Cu或Al，实现多层布线;
, D4 K. O4 l) T　　⑨半导体膜：SiC、ZnO；
8 ^: V/ ?$ i0 |8 k　　⑩其它光电磁等特性功能膜：
* Q6 L, q4 d% X( b* W3 Z6 }　　LiF、CaF2用于平面型场发射显示器;
　　Fe/Cr多层膜有巨磁电阻(GMR) ;
6 r. E. @& V1 J　　Fe=SiO2膜具有隧道磁电阻效应(TMR);
: {! B! k2 q* R# p* a: @$ G　　TiO2膜具有优良的介电、压电、气敏和光催化功能;
　　Cu-SCN-Al(有机络和物)有极性记忆效应;
　　三乙胺- 四氰-P-醌二甲烷(TEA(TCNQ)2)单晶是一种可以用来进行高密度信息存储的有机复合材料;
7 }) R% Y. @. @6 ^4 X　　YBCO属高温超导(HTS)膜。
8 G* K, Z" v+ V. D9 i# n9 e0 p3.4、装饰膜
　　研究方向：①对薄膜材料的研究正向复合化、 多种类、高性能、新工艺方向发展②研究复合膜的设计、性能检测、制备方法; ③研究薄膜应力( 牢固度) ;④研究大面积靶材制作技术，提高靶材利用率。
3.5、前沿课题
# g. P; a- g+ B' F- D' a　　①发现具有新特性的新的膜层材料;
( y: }: Q+ j( Z1 m　　②设计具有特殊功能的新的膜系(复合膜);
　　③发展高科技产业，例如集成电路产业，信息存储产业，平面显示器产业，包括液晶显示器(LCD)，等离子体显示器(PDP)， 场致发射显示器(EL)；
　　④深入膜层结构与特性关系等理论研究。