تشمل المواد المستخدمة في التبخير الحراري مجموعة متنوعة من المصادر والأشكال، مصممة في المقام الأول لتسهيل تسخين وتبخير المواد في بيئة تفريغ عالية. تُصنع المصادر عادةً من مواد مثل التنجستن أو التنتالوم أو الموليبدينوم، وتأتي في أشكال مثل القوارب والسلال والخيوط والقضبان المغلفة. صُممت هذه المصادر لتتحمل درجات الحرارة العالية ولتسخين مواد التبخير بشكل فعال، والتي يمكن أن تكون في أشكال مثل القطع والرقائق والكريات والأسلاك والقضبان والطلقات والرخويات.
مصادر التبخير الحراري:
- القوارب: وهي شائعة الاستخدام وتأتي بأحجام مختلفة. تتطلب القوارب الأكبر حجمًا بشكل عام طاقة أعلى لنفس معدل الترسيب ولكن يمكنها التعامل مع معدلات ترسيب قصوى أعلى.
- السلال والخيوط: يتم استخدامها أيضًا، وغالبًا ما تدعم البوتقات أو تسخن مواد التبخير مباشرةً.
- القضبان المغلفة: قد تحتوي هذه القضبان على طلاء مواد سلبية، مثل أكسيد الألومنيوم، لتعزيز أدائها أو متانتها.
أنواع المواد المستخدمة:
- المعادن: تشمل المعادن الشائعة المستخدمة الذهب والفضة والتيتانيوم والنحاس. ويتم اختيار هذه المواد لقابليتها للتوصيل وقابليتها للطرق ومقاومتها للتآكل.
- أشباه الموصلات: تُستخدم مواد مثل ثاني أكسيد السيليكون في التطبيقات التي تتطلب خصائص كهربائية محددة.
- المعادن الحرارية: يتم استخدام التنجستن والموليبدينوم بسبب درجات انصهارها العالية ومتانتها تحت الحرارة الشديدة.
تقنيات التسخين:
- التبخير بالتسخين المقاوم: يتم تسخين المادة في بوتقة تسخين مقاوم، ويتكثف البخار على الركيزة.
- تبخير شعاع الإلكترون: يتم تركيز شعاع إلكتروني على المادة، مما يؤدي إلى تسخين وتبخير سريع.
- التبخر السريع: يتم تسخين المادة بسرعة إلى درجة حرارة التبخر باستخدام نبضة عالية التيار أو مصدر حرارة شديد.
- التبخر بالتسخين الحثي: يستحث التسخين التعريفي تيارات في المادة المصدر، مما يؤدي إلى التسخين والتبخر.
نظرة عامة على العملية:
ينطوي التبخير الحراري على تسخين مادة صلبة داخل غرفة تفريغ عالية حتى تغلي وتتبخر، مما ينتج عنه ضغط بخار. ويشكل هذا البخار سحابة تنتقل عبر الغرفة وتترسب على الركيزة كطبقة رقيقة. وتضمن بيئة التفريغ انتقال تيار البخار دون تفاعل أو تشتت مع الذرات الأخرى.
يغطي هذا الشرح التفصيلي المواد والطرق المستخدمة في التبخير الحراري، مما يوفر فهمًا شاملاً للعملية وتطبيقاتها في مختلف الصناعات.
