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求真百科

真空蒸发

真空蒸发是在真空下进行的蒸发操作。在真空蒸发流程中,末效的二次蒸汽通常在混合式冷凝器中冷凝。真空蒸发的特点是,在低压下溶液的沸点降低且用较少的蒸汽蒸发大量的水分。该技术应用于真空蒸发镀膜等。

  • 外文名:Vacuum evaporation
  • 属 性:在真空下进行的蒸发操作
  • 优 点:增大传热推动力
  • 原   理:低压沸点低用少蒸汽蒸发大量水分


目录

简介

生产硫酸铜产出的母液经一次脱铜后还含有相当数量的铜和镍,此溶液直接送去脱铜除砷、锑由于液量大是不经济的,同时,此液镍离子浓度低,冷却法生产粗硫酸镍结晶率低,所以要把一次脱铜后液进行浓缩。经过浓缩后,酸和镍的浓度提高了,在经过二次脱铜达到生产粗硫酸镍的技术条件,可提高冷冻结晶粗硫酸镍的结晶率,增加镍的直收率。

有的厂家通过真空蒸发过程生产硫酸镍,其法为高酸结晶法,其生产过程主要有:真空蒸发、粗硫酸铜水冷结晶、离心过滤、粗硫酸铜重新溶解、精硫酸铜水冷结晶和离心过滤等。 采用高酸结晶法不需要加入其他原料,进入真空蒸发器的溶液除电解液外,还有硫酸铜冲洗水、结晶母液等,与电解液按比例混合后均可进入真空蒸发器浓缩,蒸发后液生产硫酸铜。

应用

结晶盐

真空制盐技术自20世纪80年代投入使用以来,发展十分迅速,目前该技术已经成功运用于地区性地层水处理和农药等行业。具有能获得高纯度的产品水、操作与维护简单的优点。蒸发是真空制盐的主要过程。地层水由于蒸汽的加热而在蒸发罐内沸腾,一部分水被汽化,氯化钠则因水分的不断蒸发而从溶液中结晶析出。蒸发是一热过程,它必须靠热能的不断供给和二次蒸汽的不断排除(冷凝)才能进行。

真空制盐主要原理是向多效蒸发罐的首效加热室壳程内加入一定压力的饱和蒸汽,饱和蒸汽与管程内自下而上的卤水按对流——传导——对流方式进行热交换。饱和蒸汽释放潜热冷凝成水,卤水吸收热量温度升高。在轴流泵的作用下,卤水强制循环至蒸发室内蒸发、结晶,产生的二次蒸汽进入下一效加热室作为加热蒸汽,依次类推。末效卤水蒸发产生的二次蒸汽引入混合冷凝器,用冷却循环水冷凝后排出系统,其中的不凝汽用真空泵抽出,维持其负压(真空)状态。这样一来,各效的蒸汽压力和温度自动分配并逐效降低,卤水的沸点亦逐效降低,从而使卤水在不同的温度条件下蒸发、结晶。蒸发罐效与效之间形成的温差,即是多效蒸发的传热推动力。[1]

镀膜

真空蒸发镀膜属于物理气相沉积法,是制备薄膜的一般方法。这种制作方法是把装有基片的真空室抽成10-2Pa以下的真空,然后再加热镀料,使表面原子或者分子发生气化反应,逸出并形成蒸汽流,入射到基片的表面,凝结形成固态的薄膜。真空蒸发镀膜设备主要由两大部分组成,即真空镀膜室和真空抽气系统。真空镀膜室内有蒸发源、基片、被蒸镀材料和基片支架等,其原理如图3所示。制备质量较好的外延薄膜,可以在制备过程中,通过调整蒸发速度,改变加热电流来实现。通过改变蒸发轴与基地表面直接的夹角可以制备不同形状的薄膜,如沉积均匀薄膜时需使夹角为90°,沉积楔形薄膜时需使夹角成一定的角度。实现真空蒸发法镀膜,必须具备三个条件:冷的基片,以便于气体镀料凝结成为薄膜;真空环境,方便于气相镀料向基片的运输;热的蒸发源,使镀料蒸发。

真空蒸发镀膜法的优点为:(1)制备的薄膜纯度高、质量好,可较准确地控制薄膜的厚度;(2)薄膜的生长机理较为单纯;(3)设备简单、操作容易方便;(4)成膜效率高、速率快,用掩膜可以获得比较清晰的图形等。

真空蒸发镀膜法的缺点为:(1)制备的镀膜使用寿命较短;(2)薄膜的均匀性比较难控制;(3)制备的薄膜结晶质量较差;(4)工艺重复性不够好;(5)不能蒸发高熔点的材料等。[2]

参考文献