真空蒸發鍍（dù）膜機（jī）設備運行過程中，從膜材表麵蒸發的粒子以一定的速（sù）度在（zài）空間沿（yán）直線運（yùn）動，直到與其他粒（lì）子碰撞為（wéi）止（zhǐ）。在真空室內，當氣相（xiàng）中的粒子濃度和殘餘氣體的壓力足夠低時，這些粒子從蒸發源（yuán）到基片之間（jiān）可以保持直線（xiàn）飛行，否則，就會產生碰撞而改（gǎi）變運（yùn）動方向。為此，增加殘餘氣體（tǐ）的平均自由程，以減少其（qí）與蒸發粒子的碰（pèng）撞幾率（lǜ），把真空室內（nèi）抽成高真（zhēn）空是必要的。

　　 當真空容器內（nèi）蒸（zhēng）發粒子（zǐ）的（de）平均自由程大於蒸發源與基片的距離（lí）(以（yǐ）下稱蒸距)時，就會獲（huò）得充分的真空條件。設蒸距(蒸發源與基片的距離)為L，並把L看成是蒸發粒子已（yǐ）知的實際行程，λ 為氣體分子的平均自由程，設從蒸發源蒸發出來的蒸汽分子數為（wéi）N0，在相距為（wéi）L 的蒸發源與基片之間發生碰撞而散射的蒸汽分子（zǐ）數為N1，而且假設蒸發粒子主要與殘餘（yú）氣體的原子或分子碰撞（zhuàng）而散射，則有
　　N1/N0= 1- exp(L/λ) (1)

　　在室溫(25℃)和氣體壓力為p(Pa)的條件下，殘餘氣體（tǐ）分子的平均自由程為
　　λ = 6.65×10-1/pcm (2)

　　由上式計算可（kě）知，在室（shì）溫下，p=10-2 Pa 時（shí），λ=66.5 cm，即一個（gè）分子在與（yǔ）其它分子發生兩次（cì）碰撞之間約飛行66.5 cm。

　　 是蒸發（fā）粒子在飛向基片途中發（fā）生碰撞的比例與氣體分子的實際路程（chéng）對平均自由程之比值的曲線。從圖中可以看出，當λ=L 時，有63%的蒸發分子會發（fā）生碰撞。如果（guǒ）平（píng）均自由程增加10 倍，則散射的粒子數減少到9%，因此，蒸發粒子的平均自由程必須（xū）遠遠大於蒸距才能避免蒸發粒子在向基片遷移過程中與殘餘氣體（tǐ）分子（zǐ）發生碰撞，從而有效（xiào）地減少蒸發粒子的（de）散射現象。目前常用（yòng）的蒸發鍍膜機的蒸距均不大於50 cm。因此，如果要防止蒸發粒子的大量散射，在（zài）真空蒸發鍍膜設備中，真空鍍膜室的起始真空（kōng）度必須高於10-2 Pa。

　　由於殘餘氣體在蒸鍍過程（chéng）中對膜層的影響很大，因此分析（xī）真空室內殘餘氣體的來源（yuán），借以消除殘（cán）餘氣體對薄膜質量的影響是重（chóng）要的。真空室中殘餘氣體分子的（de）來源主要是真空鍍膜室內表麵上的解吸放氣、蒸發源釋放的氣體、抽氣係統的返流以及設備的漏（lòu）氣等原因所造（zào）成的（de）。若鍍膜設備的結構設計及製造良好，則真空抽氣係統（tǒng）的返流及設備的（de）漏氣並不會造成嚴重的影響。表l 給出了真空鍍（dù）膜室壁上單（dān）分子層所吸（xī）附的分子數Ns 與氣相中分子數N 的比值近似值。通（tōng）常在常用的高真空（kōng）係統中，其內表麵上所吸附的（de）單層分子數，遠遠超過氣相中的分（fèn）子數。因此（cǐ），除了蒸發源在蒸鍍過程中所釋放（fàng）的（de）氣體外（wài），在（zài）密封和抽氣係統性能（néng）均良（liáng）好和清潔的真空係統中，若氣壓處於10- 4 Pa 時，從真空室壁表麵上解吸（xī）出來的氣體分子就是真空係統內的（de）主要氣體來源。

　　A-鍍膜室的內表麵積，cm2;V-鍍膜室（shì）的容積，cm3;ns-單分子層內吸附分子數，個（gè）/cm2;n-氣相（xiàng）分子數，個/cm3

　　殘餘氣體分子撞擊著真空室內的所有表麵（miàn），包括正在（zài）生長著（zhe）的（de）膜層表麵。在室溫和10-4 Pa 壓力下的空氣環境中，形（xíng）成單一分子層吸附所需的時間隻有（yǒu）2.2 s。可見，在蒸發鍍膜過程中，如果要獲得（dé）高純度的膜層，必須（xū）使膜材原子或分子到達基片上的速率大（dà）於殘餘氣體到達基片上的速率，隻有這樣才能製備出純度好的（de）膜層。這一點對於活性金屬材料基片更為重要（yào），因（yīn）為這些金屬材料的清潔表麵的粘著係數（shù）均接近於1。

　　 在10-2 Pa～10-4 Pa 壓（yā）力（lì）下蒸發時，膜材蒸汽分子與殘餘氣體（tǐ）分子到達基片上的數量大致相等，這必將影響製備的膜層（céng）質量。因此需要合理設計鍍膜設備的抽氣係統，保證膜材蒸汽分子到達（dá）基片表麵的速率高於殘餘氣體分子到達的速率，以減少殘餘氣體分子（zǐ）對膜層的撞擊和汙染，提高膜層的純度。

　　 此外，在10-4 Pa 時真空室內殘餘氣體的主要組分（fèn）為水蒸氣(約占（zhàn）90%以上)，水氣（qì）與金屬膜層或蒸發（fā）源均會發生化（huà）學（xué）反應，生成氧化物而釋放出氫氣。因此，為了減少殘餘氣體中的水（shuǐ）分，可以提高真空室內的溫度，使水分解，也是提（tí）高膜層質量的一種有效辦法。

　　還應注意蒸發源在高（gāo）溫下的放氣。在蒸發源通電加（jiā）熱之前，可先用擋板擋住基片，然後對膜材加熱去氣。在正式鍍膜開始時再移開擋板。利（lì）用該方法，可有效提高膜層的質量。