O impacto da tecnologia de revestimento por evaporação de feixe de eletrônicos na resistência da cobertura de vidro temperado químicamente é um problema complexo envolvendo a ciência dos materiais, as propriedades mecânicas e a engenharia de interfaces. A seguinte análise do sistema é feita em termos de mecanismo de ação, dados experimentais, otimização de processo, etc.:

1. Mecanismo de efeito do revestimento de evaporação de feixe de eletrões sobre a resistência do vidro

(1)Reconstrução do campo de tensão superficial

Características do vidro temperado químicamente:AtravésK?A troca de íons forma uma camada de tensão superficial (normalmente500-800MPaProfundidade.30-100μmÉ a principal fonte de força.

Efeitos da introdução do revestimento:

Tensão térmica: alta temperatura local durante a evaporação do feixe de eletrões (fonte de evaporação de alumínio aproximadamente1500℃) pode levar ao refresco da microzona da superfície, reduzindo o estresse de pressão10-15%- É.

Tensão:O?Filmes rígidos são geralmente apresentados200-400MPaTensão de tensão, após a sobreposição de tensão de pressão de vidro para formar um gradiente de tensão.

(2)Correção e introdução de defeitos

Efeitos positivos:O revestimento pode preencher as microfissuras da superfície (como <100 nmdoGriffithfissuras), bloquear a expansão da fissura, elevarWeibullmódulo.

Dados experimentais: chapado100 nm de Al? - O quê?vidro, resistência à rupturaK?cAumentar aproximadamente8%(de0.75→0.81 MPa·m1/2).

Efeitos negativos:O bombardeio de feixes de eletrões pode gerar novos defeitos (como espaços vazios de oxigênio não ponteados), especialmente em depósitos de alta velocidade (>5nm / s(Tempo).

2. Os principais fatores de influência e dados experimentais

(1)Escolha de materiais de membrana

(2)Impacto dos parâmetros do processo

Temperatura do substrato:

＜150O efeito da camada de endurecimento pode ser negligenciado (limiar de estabilidade térmica da camada de troca iónica300℃）。

＞200A temperatura pode causarO K?Difusão inversa, perda de pressão30%- É.

Taxa de sedimentação:

baixa velocidade)1-2nm/sa formação de uma membrana densa, aumentando significativamente a força;

Velocidade (>5nm / sFácil de produzir cristais colunares, reduzindo a força de ligação da interface.

(3)Comparação de teste de força

#Dados do teste de resistência à curvatura em quatro pontos (unidades:MPa）

Não revestido= 850± 50

O?Revestimento= 920 ± 40

TiO?Revestimento= 780 ± 60

3. Soluções de otimização de processos

(1)Tecnologia de deposição a baixa temperatura

Estratégia de varredura de feixe eletrônico:Utilização de Time Sharing Scan (Ciclo de trabalho＜30%Reduzir a carga térmica, a subida da temperatura do substrato é controlada em <80℃。

Auxiliar ao plasma:IntroduçãoECRPlasma (potência)500WPromover a densificação de baixa temperatura e reduzir o efeito térmico.

(2)Engenharia de Interfaces

Projeto de camada de transição de gradiente:Deposito primeiroSiO de 10 nm?Camada tampão (transição do coeficiente de expansão térmica), revestidoO?A combinação da interface pode ser melhorada para5J/m2- É.

Incendiamento pós-tratamento:
250℃/ 2hQuebramento a vácuo pode ser liberado30-40%Tensão de membrana, sem danificar a camada de endurecimento.

(3)Monitoramento online

Elipsómetro a laser: monitoramento em tempo real da tensão da membrana (sensibilidade)± 10MPa).

Detecção de ondas de superfície sonora: Avaliação de mudanças na profundidade da camada de endurecimento (precisão)±2μm).

4. Casos de aplicação típicos

(1)Tampa do smartphone

Necessidades:
0,5 milímetrosVidro temperado químicamente (CS＞600 MPa(Filme de proteção contra impressões digitais)AF+Al? - O quê?).

Programa:

O feixe de eletrões evaporaAl de 50 nm? - O quê?（1,5 nm / sTemperatura do substrato120℃）

Deposição auxiliar de feixes de íons (IAD，200eV Ar?）

Resultado:

Aumento da força12%(de620→695MPa）

Dureza do lápis atingida9 horas

(2)Tampa de exibição do veículo

Desafios:Requisitos de resistência a choques de areia (ISO 20567-1 (em inglês)).

Solução:AdopçãoO? - O SiO?Multicamada (espessura total)200 nmDesenhado por compensação de estresse:

Camada únicaO?：+ 300 MPaTensão

Camada únicaO SiO?：- 150 MPaPressão

Tensão líquida após combinação de camadas múltiplas <+ 50 MPa

5. Análise de falhas e melhorias

6. Orientação do futuro

(1)Deposição de carga térmica ultra baixa

Evaporação de feixe de eletrões auxiliar a laser:usar1064nmO laser aquece o alvo localmente para reduzir a necessidade de energia do feixe de eletrões.

Tecnologia de feixe de eletrônicos frios:Fonte eletrônica de emissão de campo (temperatura do cátodo <500℃）。

(2)Controle de estresse inteligente

Otimização de aprendizado de máquina:Prever a melhor combinação de membranas com base em dados históricos (comoO? - Sim? N?proporção).

Sistema de revestimento adaptativo:Ajuste dos parâmetros de sedimentação através de feedback de tensão em tempo real (controle de circuito fechado).

(3)Funcionalização composta

AntimicrobianoAgDopagemO?：evaporação conjuntaAgalvo (conteúdo)3a.%Aumentar a resistência ao mesmo tempo99%- É.

Conclusão:

O efeito do revestimento de evaporação de feixe de eletrônicos na força da tampa de vidro temperado químicamente é regulador bidirecional:

Elevação positiva: possível através da reparação de defeitos e reforço de superfície10-20%aumento da intensidade;

Controle de riscos: É necessário gerenciar rigorosamente os efeitos térmicos (temperatura do substrato <150℃) e correspondência de tensão (tensão de tensão líquida da camada de membrana <200 MPa).

Os avanços tecnológicos futuros serão focados em:①Processo de sedimentação ultra-baixa temperatura (temperatura do substrato <50℃）；②Camada de membrana-Projeto colaborativo da camada de endurecimento;③Aplicação integrada de tecnologia de detecção online sem danos.