Metalle wie Wolfram, Molybdän und Tantal können verdampfen, insbesondere bei thermischen Verdampfungsprozessen.
Diese Metalle sind aufgrund ihrer hohen Schmelzpunkte und ihres niedrigen Dampfdrucks besonders nützlich.
Dadurch eignen sie sich ideal für den Einsatz in Verdampfungsquellen, insbesondere in Vakuumumgebungen, in denen die Abscheidung dünner Schichten erforderlich ist.
1. Wolfram
Wolfram ist dafür bekannt, dass es mit 3422°C (6192°F) den höchsten Schmelzpunkt unter den reinen Metallen hat.
Es hat auch den niedrigsten Dampfdruck über 1650°C (3000°F).
Wolfram wird wegen seiner hohen Zugfestigkeit und seines niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten häufig in Verdampfungsprozessen eingesetzt.
Allerdings kann Wolfram während des Aufdampfens mit Materialien wie Aluminium oder Gold legieren.
Daher müssen in solchen Fällen alternative Materialien wie mit Aluminiumoxid beschichtete Schiffchen oder Körbe verwendet werden.
2. Molybdän und Tantal
Molybdän und Tantal sind ebenfalls Refraktärmetalle mit hohem Schmelzpunkt.
Sie eignen sich für Verdampfungsprozesse, insbesondere wenn Wolfram nicht geeignet ist oder wenn besondere Legierungseigenschaften erforderlich sind.
3. Legierungen und Verdampfung
Das Verdampfen von Legierungen kann aufgrund der unterschiedlichen Dampfdrücke der darin enthaltenen Metalle eine Herausforderung darstellen.
Techniken wie das gleichzeitige Schmelzen in getrennten Tiegeln oder das Sputtern werden eingesetzt, um die Verdampfung von Legierungen effektiv zu steuern.
4. Anwendung bei der Dünnschichtabscheidung
Diese Metalle sind für Verfahren wie die E-Beam-Verdampfung von entscheidender Bedeutung.
Eine genaue Kontrolle der Abscheidungsrate und der Schichteigenschaften ist unerlässlich.
Die Fähigkeit, dünne Schichten mit kontrollierten Reflexionseigenschaften abzuscheiden, ist bei Anwendungen wie Laseroptik und Architekturglas von großem Wert.
5. Anforderungen an die Ausrüstung
Verdampfungsquellen, insbesondere solche, die mit Booten arbeiten, erfordern elektrische Hochleistungsquellen mit niedriger Spannung und hohen Strömen.
Zum Aufdampfen von Metallen und anderen Materialien werden in der Regel mehrsträngige Wolframfäden und Drahtkörbe verwendet.
Dadurch wird sichergestellt, dass die Materialien beim Schmelzen sublimieren oder den Korb nicht benetzen.
6. Zusammenfassung
Metalle wie Wolfram, Molybdän und Tantal sind verdampfungsfähig.
Sie eignen sich besonders für vakuumbasierte Hochtemperaturprozesse zur Abscheidung dünner Schichten.
Ihre einzigartigen Eigenschaften machen sie für verschiedene industrielle und wissenschaftliche Anwendungen unverzichtbar.
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