简而言之，用于金属沉积的最常用技术是物理气相沉积 (PVD) 的形式，例如热蒸发和溅射。这些过程涉及在真空中汽化固体金属源，并使其冷凝成薄膜沉积在基底上。
金属沉积的核心原理是将金属以原子对原子为基础从源移动到目标表面。物理气相沉积 (PVD) 是实现这一目标的明确方法，可在高真空环境中精确控制薄膜厚度、纯度和附着力。
什么是物理气相沉积 (PVD)？
PVD 是一类用于生产薄膜和涂层的真空沉积方法。该过程本质上是机械的，而非化学的。
固体源材料（金属）被转化为气态蒸汽相。然后，这种蒸汽穿过真空室，并在目标物体（称为基底）上冷凝，形成一层薄而均匀的金属层。
整个过程在高真空中进行，以防止金属蒸汽与空气分子发生反应或散射，从而确保通向基底的路径纯净且直接。
用于金属的关键 PVD 技术
尽管有许多变体，但有两种技术构成了金属 PVD 的基础。
热蒸发
这是最直接的 PVD 方法之一。将一块固体源金属在高真空中加热，直到它蒸发。
金属蒸汽随后在整个腔室中扩散，覆盖其视线范围内的所有物体，包括策略性放置的基底。这种方法因其简单性和能够制造高纯度薄膜而受到重视。
溅射
溅射是一种能量更高、用途更广的过程。它不使用热量，而是使用高能等离子体（通常是氩气等惰性气体）。
来自等离子体的带正电离子被加速撞击带负电的金属源，即靶材。这种碰撞的能量足以将金属原子从靶材表面物理性地撞击下来。这些“溅射”出来的原子随后移动并沉积到基底上。
区分沉积与连接
区分沉积（创建新层）和连接（熔合现有部件）至关重要。
沉积创建层
溅射和蒸发等 PVD 技术旨在在表面创建薄膜或涂层。目标是添加一层具有特定性能（例如，导电性、反射率或耐腐蚀性）的新材料。
连接熔合部件
焊接或钎焊等技术用于将两个独立的部件连接在一起。虽然它们涉及金属，但其目的是结构性熔合，而不是创建薄而均匀的表面涂层。它们本质上是连接过程，而不是沉积过程。
了解权衡
选择正确的技术取决于最终产品的具体要求。
热蒸发挑战
虽然简单，但与溅射相比，蒸发对薄膜附着力和结构的控制较少。该过程的低能量意味着原子轻柔地着陆，这对于需要最大耐久性的应用可能不理想。它也不适用于熔点非常高或复杂合金的材料。
溅射考量
溅射提供出色的薄膜附着力和密度，因为原子以更高的能量到达基底。它也适用于沉积合金，因为靶材的成分在最终薄膜中得到了很好的保留。然而，设备更复杂且昂贵，并且该过程通常比蒸发慢。
为您的目标做出正确选择
您的应用的具体需求将决定最佳方法。
- 如果您的主要关注点是用于光学或基本电子设备的高纯度、简单金属薄膜：热蒸发通常是最直接且最具成本效益的选择。
- 如果您的主要关注点是强附着力、复杂合金或复杂形状的均匀覆盖：溅射为要求苛刻的应用提供了卓越的控制、密度和多功能性。
- 如果您的主要关注点是结构性连接两个金属部件：您应该研究焊接等连接技术，这与薄膜沉积完全不同。
最终，选择正确的技术需要清楚地了解您是在创建新表面还是连接现有表面。
总结表：
| 技术 | 原理 | 最适合 | 主要优点 |
|---|---|---|---|
| 热蒸发 | 在真空中加热金属使其蒸发 | 高纯度薄膜、光学、基本电子设备 | 简单性和高纯度 |
| 溅射 | 利用等离子体将原子从靶材上撞击下来 | 强附着力、复杂合金、复杂形状 | 出色的薄膜密度和多功能性 |
| 焊接/钎焊 | 熔化并熔合独立部件 | 部件的结构连接 | 形成强大的机械结合 |
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