Evaporação de feixe de elétrons versus pulverização por magneto para revestimentos ópticos: uma análise comparativa

I. Visão geral dos princípios fundamentais

1.Evaporação do feixe eléctrico

Utiliza feixes de elétrons de alta energia para bombardear materiais alvo, convertendo energia cinética em energia térmica para derreter ou sublimar o alvo.Os átomos gasosos condensam na superfície do substrato para formar filmes finosÉ um processo de "deposição por evaporação térmica", que utiliza alvos a granel, tais como metais puros e óxidos.

2.Pulverização por Magnetron

Emprega campos elétricos de RF/DC para ionizar gases inertes (por exemplo, Ar) em plasma.Os filmes compostos podem ser obtidos através de "sputtering reativo" (introduzindo O2, N2), utilizando alvos de liga/composto a granel ou de chapa.

II. Comparação dos principais desempenhos (para revestimentos ópticos)

III. Cenários de aplicação

Evaporação do feixe eléctrico

•Produção em lotes de pequeno a médio porte: P&D de laboratório, componentes ópticos personalizados (revestimentos antirreflectores de lentes, filtros de banda estreita).

•Filmes puros de alto ponto de fusão: filmes TiO2/ZrO2 de alto índice de refração, filmes SiO2 de baixo índice de refração.

•Requisitos de espessura de película: películas reflectoras de infravermelho (> 1 μm), camadas reflectoras de metal (filmes de Al, Ag).

•Substratos insensíveis à temperatura: Vidro, cerâmica resistente a altas temperaturas.

Pulverização por Magnetron

•Produção industrial em massa: painéis de exibição (filmes condutivos transparentes ITO), revestimentos AR para lentes de telemóvel.

•Revestimento de grande área: vidro fotovoltaico, vidro arquitectónico (> 1m2).

•Requisitos de elevada durabilidade: componentes ópticos automotivos, instrumentos ópticos para o exterior (resistência ao desgaste/corrosição).

•Filmes compostos/multi-camadas: filmes com índice de refração gradiente, filtros multi-camadas (controle de interface preciso).

•Deposição a baixa temperatura: substratos de plástico (PC, PMMA), materiais ópticos flexíveis.

IV. Resumo dos prós e contras

Evaporação do feixe eléctrico

✅ Vantagens:

•Alta eficiência de deposição, ciclo de produção curto;

•Desempenho óptico estável de películas puras, excelente transmissão;

•Baixo investimento de equipamento, fácil operação.

Desvantagens:

•Densidade de filme fraca, estabilidade a longo prazo insuficiente;

•Difícil controlo da uniformidade em grandes áreas;

•Tipos de filme limitados (materiais voláteis de baixa fusão).

Pulverização por Magnetron

✅ Vantagens:

•Forte adesão, películas densas/resistentes ao desgaste, boa estabilidade ambiental;

•Uniformidade superior de grande área, adequada para produção em massa;

•Ampla compatibilidade dos materiais, fabricação de filmes complexos;

•A deposição a baixa temperatura protege os substratos.

Desvantagens:

•Taxa de deposição lenta, baixa eficiência de película espessa;

•O custo elevado do equipamento, a manutenção complexa (consumo alvo rápido);

•Controle preciso da proporção de gás exigido para pulverização reativa, alta dificuldade de ajuste do processo.