# 【145】真空工艺技术讲座（第12讲）

## 基本信息
- **作者**：张以忱（东北大学）
- **来源**：《真空》期刊系列讲座，2003年
- **路径**：源文件/文献/真空系列讲座/第12讲_真空工艺/
- **阅读日期**：2026-04-11
- **理解程度**：⭐⭐⭐⭐⭐（系列5册综合精华）
- **关联度**：⭐⭐⭐⭐⭐⭐ **极高！XC03工艺基础！**

## 核心内容

### 真空材料清洗

#### 污染物分类

| 类型 | 来源 | 影响 |
|------|------|------|
| **有机物** | 油脂、手汗、尘埃 | 真空度+结合力 |
| **无机物** | 氧化物、锈 | 真空度 |
| **水** | 吸附水、结晶水 | 真空度 |
| **气体** | 溶解气体、孔隙气体 | 真空度 |

#### 清洗液类型

| 类型 | 用途 |
|------|------|
| 软化水+洗涤剂 | 一般清洗 |
| 稀酸/碱 | 氧化物、锈 |
| 乙醇、丙酮 | 有机油脂 |
| 氟化碳氢化物 | 精密清洗 |

#### 碱液去油工艺

| 参数 | 值 |
|------|-----|
| 温度 | **70-80°C** ✅ |
| 时间 | **3-5 min**（轻污） |
| 搅拌 | 需要（更新溶液） |

#### 有机溶剂去油

| 溶剂 | 特点 |
|------|------|
| 乙醇 | 溶解轻质油 |
| 丙酮 | **溶解矿物油** ✅ |
| 三氯乙烯 | 强溶解力 |

#### 超声波清洗

| 参数 | 值 |
|------|-----|
| 加热沸腾 | 10-15 min |
| 超声波振动 | **20-30 min** ✅ |

### 材料出气特性 ⭐⭐⭐⭐⭐

#### 不同金属的主要出气

| 金属 | 主要出气 | @100-300°C出气量 |
|------|----------|------------------|
| Ti、Ta、Al | H₂ | **90-99%** ❌ |
| Ni、Cu、Mo、钢 | 含氧气体 | 80-90% |
| W | 各种 | 多种 |

#### 温度对出气影响

```
出气规律：
     ↓
┌─────────────────────────────────────┐
│ 温度↑ → 物理吸附气体↑（易去除）   │
│     ↓                               │
│ 温度↑ → 化学吸附气体↑（难去除）   │
│     ↓                               │
│ 300-400°C → 水气基本去除           │
│ 1000-1200°C → 彻底除气             │
└─────────────────────────────────────┘
```

### 常用材料烘烤温度 ⭐⭐⭐⭐

| 材料 | 最高烘烤/退火温度 |
|------|-------------------|
| Ta | 2200°C |
| W | 1800°C |
| Mo | 1200°C |
| Ni | 1100°C |
| Cu | 400°C |
| 不锈钢 | 400°C |
| 铝 | **<500°C** |

### 辉光放电除气

| 对比项 | 烘烤除气 | 辉光放电除气 |
|--------|----------|--------------|
| 主要产物 | CO₂、CO、H₂O | **H₂≥95%** |
| 效果 | 全面 | 表面为主 |
| 温度 | 高温 | 室温可 |

### 膜层污染控制

| 污染类型 | 来源 | 控制 |
|----------|------|------|
| 靶材污染 | 氧化层、杂质 | 溅射清洗>110min |
| 基材污染 | 油脂、尘埃 | 预处理清洗 |
| 腔壁污染 | 油蒸气、尘埃 | 定期清洁 |
| 气氛污染 | H₂O、CO₂ | 抽真空>9h |

### 与XC03项目关联

| 关联点 | 说明 |
|--------|------|
| **碱液去油** | 70-80°C，3-5min ✅ |
| **超声波清洗** | 20-30min ✅ |
| **不锈钢烘烤** | 400°C ✅ |
| **靶材清洗** | 溅射清洗>110min ✅ |
| **H₂O主要污染** | 抽真空>9h ✅ |
| **辉光放电除气** | 预溅射清洗 ✅ |

## 个人理解/提炼

**核心结论**：
1. **清洗三步**：有机溶剂→碱液→水洗
2. **温度↑→出气↑**：物理+化学吸附同时增加
3. **不锈钢400°C**：最高烘烤温度
4. **辉光放电**：除H₂效果最好（H₂≥95%）
5. **H₂O是主要污染**：需充分抽真空

**对XC03的启发**：
- **靶材预处理**：溅射清洗>110min
- **抽真空时间**：>9h保证本底真空
- **基材清洁**：有机溶剂+超声波清洗
- **定期维护**：腔壁清洁+除气

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## 📅 更新记录

| 日期 | 操作 | 说明 |
|------|------|------|
| 2026-04-11 | 新增 | 芝士虾 |