تجهیزات پوشش خلاء تبخیر مقاومتی عمدتاً از یک محفظه خلاء و یک سیستم پمپاژ خلاء تشکیل شده است. محفظه خلاء حاوی یک منبع تبخیر (به عنوان مثال، یک بخاری تبخیر)، یک زیرلایه و نگهدارنده بستر، یک گرم کننده زیرلایه و یک سیستم اگزوز است. مواد پوشش در منبع تبخیر داخل محفظه خلاء قرار می گیرد. در شرایط خلاء بالا، منبع تبخیر مواد را گرم می کند و باعث تبخیر آن می شود. هنگامی که میانگین مسیر آزاد مولکول های بخار از بعد خطی محفظه خلاء فراتر رود، اتم ها و مولکول های بخار از سطح منبع تبخیر با کمترین برخورد یا انسداد مولکول ها یا اتم های دیگر خارج می شوند و به آنها اجازه می دهد مستقیماً به سطح زیرلایه برسند. به دلیل دمای پایینتر زیرلایه، ذرات بخار روی آن متراکم میشوند و لایهای تشکیل میدهند.
برای بهبود چسبندگی بین مولکول های تبخیر شده و بستر، می توان بستر را با حرارت دادن مناسب یا تمیز کردن یونی فعال کرد. فرآیندهای فیزیکی درگیر در پوشش تبخیر خلاء، از تبخیر مواد و انتقال تا رسوب فیلم، به شرح زیر است:
(1) روشهای مختلفی برای تبدیل سایر اشکال انرژی به انرژی حرارتی، گرم کردن مواد فیلم برای ایجاد تبخیر یا تصعید استفاده میشود که منجر به تولید ذرات گازی (اتمها، مولکولها یا گروههای اتمی) با انرژی معین (0.1-0.3 eV) میشود.
(2) ذرات گازی سطح فیلم را ترک می کنند و در یک خط نسبتا مستقیم با حداقل برخورد با سرعت قابل توجهی به سطح زیرلایه منتقل می شوند.
(3) ذرات گازی که به سطح زیرلایه می رسند متراکم می شوند و هسته می شوند و به یک لایه نازک-فاز جامد تبدیل می شوند.
(4) اتم هایی که لایه نازک را تشکیل می دهند، دوباره مرتب می شوند یا پیوندهای شیمیایی تشکیل می دهند.
تبخیر حرارتی مقاومتی ساده ترین و متداول ترین روش گرمایشی است که عموماً برای پوشش مواد با نقطه ذوب زیر 1500 درجه مناسب است. به طور معمول، یک فلز با نقطه ذوب بالا (W، Mo، Ti، Ta، نیترید بور، و غیره) به شکل سیم یا ورق به یک منبع تبخیر با شکل مناسب تبدیل می شود که مواد پوشش روی آن بارگذاری می شود. گرمایش ژول جریان، مواد پوشش را ذوب، تبخیر یا تصعید می کند. اشکال منبع تبخیر عمدتاً شامل مارپیچ چند رشتهای، U{8}}شکل، شکل موج سینوسی، صفحه نازک، شکل قایق و شکل سبد مخروطی است.
به طور همزمان، این روش مستلزم آن است که ماده منبع تبخیر دارای ویژگی هایی مانند نقطه ذوب بالا، فشار بخار اشباع کم، خواص شیمیایی پایدار (عدم واکنش شیمیایی با ماده پوشش در دماهای بالا)، مقاومت حرارتی خوب و تغییرات چگالی توان کم باشد. یک جریان بزرگ برای عبور از منبع تبخیر برای گرم کردن و تبخیر مستقیم مواد پوشش استفاده می شود، یا مواد پوشش در بوته ای ساخته شده از گرافیت یا اکسیدهای فلزی خاصی که در دمای بالا مقاوم هستند (مانند Al2O2، BO) برای گرمایش و تبخیر غیر مستقیم قرار می گیرد.
تجهیزات پوشش خلاء تبخیر مقاومتیمحدودیت هایی در رسوب فیلم دارد. فلزات نسوز دارای فشار بخار کم هستند و تشکیل لایه های نازک را دشوار می کند. برخی از عناصر به راحتی با سیم گرمایش آلیاژ تشکیل می دهند. و به دست آوردن فیلم های آلیاژی با ترکیب یکنواخت دشوار است. با این حال، تبخیر حرارتی مقاومتی به دلیل ساختار ساده، هزینه کم و سهولت کار، یک روش تبخیر پرکاربرد است.
