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。
5 k5 \6 \7 c* d' s  _1、真空泵
% a0 |) X4 P- }3 ]/ j　　真空泵的种类很多，可按下表进行分类。
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* @# {9 n9 |! h  V2 _( U& i* V　　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。
, }1 ?. G- d! w' w2、真空计量
　　真空计量目前研究的主要内容有：
5 L- Y) S$ E2 B# i+ {4 |* N　　①真空度(全压力)测量与校准；
) q2 i# r8 T4 ?( E6 F/ H　　②真空质谱分析，分压力的测量与校准；
9 W4 A7 Q- w4 R' x6 _/ {, g2 p　　③气体微流量(漏率)的测量与校准；
2 Q0 h/ W# p( s7 n! g6 V　　④材料放气率的测量；
7 Z: m! j! c, F! x( R/ K　　⑤真空泵抽速测量。
真空计量研究的前沿课题可归纳为：
* m7 {! }" _% @* z3 u' i　　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；
6 O6 T) d# R, _4 I8 @" Z) Y4 B8 b　　②研究微小漏气率测量、校准技术；
& V" C1 o& K- D( [$ E& ?1 L6 @　　③研究解决极高真空的测量、校准问题，寻找新的测量理论；
; A/ K/ R& H6 d7 h7 Q! g5 U　　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。
) g! {. H4 {$ B8 g/ H3、真空镀膜
& L4 C; A  \# h' y, c" i3 z0 y　　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
! a8 y* T0 n$ H! l　　自然界中金刚石最硬，立方氮化硼第二，碳化硼第三。
　　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。
, ?1 _7 I' D  r% L4 b' y3.2、金刚石涂层刀具
* c. j1 l' k9 U8 O8 o  E
　　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。
' y+ X$ N6 X; Q3.3、光、电、 磁各种功能膜
　　这些功能膜种类繁多，性能各异，这里仅举部分例证。
; d1 H3 [# d: e# h& |　　①发光薄膜：Y2O3:Eu(尿素D溶液法)Eu(射频溅射法);
　　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;
　　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;
1 m5 Q8 m' U; L　　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；
3 }5 N) q  [) d　　⑤透明导电膜：ITO(In2O3:Sn),ZAO(ZnO:Al)，IMO(In2O3:Mo);
　　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；
4 y/ O4 |- j7 o# R2 [　　⑦磁光记录薄膜：PbFeCo(铅铁钴);
3 x: K( |6 O. a* x# Q2 A　　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;
7 m+ p$ ]7 X& C' B2 H5 A& {" M　　⑨半导体膜：SiC、ZnO；
  K: z7 s) N& H- O/ R/ F& f9 K# x　　⑩其它光电磁等特性功能膜：
　　LiF、CaF2用于平面型场发射显示器;
7 T1 S# C1 |: `3 t# c/ ^( [3 \' w% B　　Fe/Cr多层膜有巨磁电阻(GMR) ;
( ~7 g; |& N2 w0 q  j5 h. j( R- f　　Fe=SiO2膜具有隧道磁电阻效应(TMR);
4 n: {" A/ u/ z0 n( P& b' p　　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;
; R9 K! i2 V1 X' }- S6 u/ G, x* n　　YBCO属高温超导(HTS)膜。
3.4、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。
& q* o3 z* `: L% y& B8 ?3.5、前沿课题
( x: y' ]1 J+ J# Z- y　　①发现具有新特性的新的膜层材料;
　　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)；
# R/ K! K. ~3 q+ Z6 r, f' ]　　④深入膜层结构与特性关系等理论研究。
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