低真空热蒸发喷碳仪属于物理气相沉积镀膜设备,专门用于制备超薄导电碳膜,整套镀膜工艺在低真空条件下完成,依靠大电流加热碳纤维使其升华,碳蒸汽沉积在样品表面形成导电薄膜,多用于扫描电镜、透射电镜绝缘试样的前处理环节,博远微朗(北京)技术发展有限公司开发的低真空热蒸发喷碳仪采用桌面一体化设计,整机重量不高,占用空间有限,实验室普通台面、通风橱周边都可以摆放使用,不需要专门规划独立实验场地。
低真空热蒸发喷碳仪的核心蒸发单元配备A、B两组碳纤维丝,两组碳纤维丝可以实现独立控制,操作人员可以选择单组丝工作,也可以两组丝交替开展蒸发作业,这样的结构设计一方面有助于维持碳膜厚度分布均匀,另一方面可以延长碳纤维耗材整体的使用周期,减少耗材更换频次。设备依靠大电流快速加热碳纤维,碳纤维受热升华产生碳蒸汽,蒸汽在腔体内扩散之后沉降到试样表面,形成致密超薄导电碳膜。设备的计时单元可以实现秒级的时间管控,依靠精准的时间控制来制备纳米尺度的碳膜,控制整体热输入,降低热敏感样品出现热损伤的概率,适配对膜厚有着严格要求的试样处理工作。
样品室腔体使用高透光硼硅酸盐玻璃,玻璃表面做防碳粉附着涂层处理,长时间实验之后,碳蒸发残留物不容易附着在玻璃壁面上,保障腔体观察视野保持通透,实验人员可以随时观察内部镀碳的实际进程,便于把控镀膜效果。真空系统搭载适配低真空工况的皮拉尼真空计,配合配套机械泵,可以在较短时间把腔体由大气抽至工作真空,机械泵运行过程噪音低,满足实验室连续处理样品的需求。电源回路配备过载、过压保护功能,规避异常工况给设备带来的损伤,设备接入普通实验室220V市电就可以投入使用。
科研检测场景中,低真空热蒸发喷碳仪用来处理生物组织、冷冻样品、超薄高分子绝缘试样,绝缘样品表面镀上碳膜之后,可以缓解电镜观测过程当中电荷堆积现象,避免样品发生形变或是原有活性遭到破坏,保障高放大倍率条件下微观结构成像效果,考古样本、生物切片分析实验经常使用该设备完成前处理工作。生物医疗研发方向,低真空热蒸发喷碳仪对含水生物样本、各类医用耗材做导电改性,碳膜生物相容性较好,不易和生物样本发生化学反应,保证检测信号稳定,服务DNA检测芯片、生物传感器的研发和小批量试制。
材料研发课题中,低真空热蒸发喷碳仪面向纳米材料、超薄薄膜、碳纤维复合材料开展表面改性工作,生成附着力良好的碳膜,提升材料导电性能,优化光热转化相关表现,适配新能源、光电子器件领域的实验研究。在高校教学实验室,低真空热蒸发喷碳仪操作流程简单,体积小巧,教师可以借助设备直观演示热蒸发镀碳基础原理,完成小批量教学实验样品制备,兼顾学生实训教学和基础科研创新需求。日常使用低真空热蒸发喷碳仪,需要定期检查碳纤维丝损耗,确认真空管路没有漏气情况,每次实验结束对腔体做简单清洁,减少碳粉堆积,以此维持设备长期稳定运行。