Скачать презентацию Титул Курс лекций Основы Вакуумной Техники 2 лекция Скачать презентацию Титул Курс лекций Основы Вакуумной Техники 2 лекция

Лекц-вакуумн-техника.ppt

  • Количество слайдов: 37

Титул Курс лекций: Основы Вакуумной Техники 2 лекция Типовые вакуумные технологии Титул Курс лекций: Основы Вакуумной Техники 2 лекция Типовые вакуумные технологии

Понятие вакуум Вакуум - газовая среда с давлением ниже атмосферного (P<Pатм), которая используется в Понятие вакуум Вакуум - газовая среда с давлением ниже атмосферного (P

Некоторые единицы измерения давления, принятые в мировой практике . Pa N/m 2 bar Pa Некоторые единицы измерения давления, принятые в мировой практике . Pa N/m 2 bar Pa 1 1*10 -5 bar 1*105 1 mbar 100 1*10 -3 Torr 1. 33*102 1. 33*10 -3 micron 0. 133 1. 33*10 -6 atm 1. 01*105 1. 013 mm. WS 9. 81*10 -5 psi 6. 89*103 6. 89*10 -2 psf 47. 8 4. 78*10 -4

Основные единицы измерения давления, принятые в мировой практике Pa N/m 2 bar mbar dyn/ Основные единицы измерения давления, принятые в мировой практике Pa N/m 2 bar mbar dyn/ cm 2 Torr mm. Hg Pa 1 1*10 -5 1*10 -2 10 7. 5*10 - atm at Mm. WS psi lbf/inch 2 psf lbf/ft 2 9. 87*10 -6 1. 02*10 0. 102 1. 45*10 -4 2. 09*10 bar 1*105 1 1*103 1*106 750 7. 5*1 05 0. 987 1. 02*104 14. 5 2. 09*10 mbar 100 1*10 -3 1 1000 0. 75 750 9. 87*10 -4 1. 02*10 10. 2 1. 45*10 -2 2. 09 mbar 0. 1 1*10 -6 1*10 -3 1 7. 5*10 - 0. 75 9. 87*10 -7 1. 02*10 -2 1. 45*10 -5 2. 09*10 Torr 1. 33* 102 1. 33*1 0 -3 1. 33 1330 1 1000 1. 32*10 -3 1. 36*10 13. 6 1. 93*10 -2 2. 78 micro n 0. 133 1. 33*1 0 -6 1. 33*1 0 -3 1. 33 1*10 -3 1 1. 32*10 -6 1. 36*10 -2 1. 93*10 -5 1. 78*10 atm 1. 01* 105 1. 013 1. 01* 106 760 7. 6*1 05 1 1. 03*104 14. 7 2. 12*10 at 9. 81* 104 0. 981 9. 81* 105 735. 6 7. 36* 105 0. 968 1 1*104 14. 2 2. 04*10 mm. W S 9. 81*1 0 -5 9. 81*1 0 -2 98. 1 7. 36*1 0 -2 73. 6 9. 68*10 -5 1*10 -4 1 1. 42*10 -3 0. 204 psi 6. 89* 103 6. 89*1 0 -2 68. 9 6. 89* 104 51. 71 5. 17* 104 6. 8*10 -2 7. 02*10 702 1 144 psf 47. 8 4. 78*1 0 -4 0. 478 0. 359 4. 72*10 -4 4. 87*10 4. 87 6. 94*10 -3 1 3 4 micr on m. Tor r 7. 5 -5 -3 -6 -2 -4 -2 3 -3 -3 3 3

Использование вакуума в различных технологиях Использование вакуума в различных технологиях

Использование вакуума в рутинных технологиях откачки ЭВП ( P= 10 -0 - 10 -4 Использование вакуума в рутинных технологиях откачки ЭВП ( P= 10 -0 - 10 -4 Pa) (вспомним курс ФОЭТ)

Использование вакуума в рутинных и модернизируемых технологиях ЭВП (расширим знания курса ФОЭТ) Схема карусельной Использование вакуума в рутинных и модернизируемых технологиях ЭВП (расширим знания курса ФОЭТ) Схема карусельной откачной машины (машины со средним вакуумом, Р=100 -10 -1 Па): 1 - откачиваемые ЭВП; 2 -кулачок управления клапанами; 3 -клапан; 4 -подвижный диск золотника; 6 -механический насос; 7 карусель с Роликами; 8 -улита поворотно-фиксирующего механизма; (ПОМ); 9 -ось; 10 -двигатель привода карусели; 11 -манометр.

Условные обозначения насосов (начало таблицы) ОСТ эл. пром. Справочник по ВТ Описание Механический вращательный Условные обозначения насосов (начало таблицы) ОСТ эл. пром. Справочник по ВТ Описание Механический вращательный (объемный) насос P’=10 -1 Па Pp=105 – 5*10 -1 Па Двухроторный насос P’=10 -2 Па Pp=10 -10 Па Турбомолекулярный насос P’=10 -7 Па Pp=10 – 5*10 -7 Па Водокольцевой насос P’=103 Па Pp=105 – 5*103 Па Пароструйный диффузионный насос P’=10 -4 Па Pp=10 – 5*10 -4 Па

Условные обозначения насосов (продолжение) ОСТ эл. пром. Справочник по ВТ Описание Пароструйный пароэжекторный насос Условные обозначения насосов (продолжение) ОСТ эл. пром. Справочник по ВТ Описание Пароструйный пароэжекторный насос P’=10 -1 Па Pp=102 – 5*10 -1 Па Адсорбционный насос P’=10 Па (P’=10 -4 Па) Pp=105 – 10 Па (Pp=10 – 10 -3 Па) Магнитный эл. разрядн. насос P’=10 -7 Па Pp=10 -1 – 5*10 -7 Па Криосорбционный насос P’=10 -10 Па Pp=10 -1 – 5*10 -10 Па Криогенный насос P’=10 -9 Па Pp=10 -1 – 5*10 -9 Па

Условные обозначения элементов вакуумопроводов ОСТ эл. пром. Справочник по ВТ Описание Ловушка (общее обозначение) Условные обозначения элементов вакуумопроводов ОСТ эл. пром. Справочник по ВТ Описание Ловушка (общее обозначение) Адсорбционная ловушка Клапан Натекатель Затвор Манометр (вакууметр)

Использование вакуума в современных технологиях Использование вакуума в современных технологиях

Использование вакуума (10 -3 Па) в технологии сварки 1. 7 The diagram of the Использование вакуума (10 -3 Па) в технологии сварки 1. 7 The diagram of the electron beam welding carousel installation: 1 - electron gun; 2 spindle with the detail being worked; 3 - drive of the spindle vertical transference; 4 rotation motion feedthrough; 5 - motor of the spindle rotation; 6 - cross wheel for periodical carousel turning (rotation); 7 - rotation motion feedthrough. .

Использование вакуума (10 -5 Па) в технологии Электронной литографии Еlectron beam lithography installation based Использование вакуума (10 -5 Па) в технологии Электронной литографии Еlectron beam lithography installation based on a hydro drive: 1 - work chamber; 2 - sluice chamber; 3 - light-emitting diodes of raster coordinate counting system; 4 - cross pilotbearing of the coordinate table; 5 - hydro drive of cross transference; 6 - pilot-bearing of the coordinate table; 7 - hydro drive of the coordinate table transference; 8 - manual drive of the samples feeder; 9 - drive of the gate; 10 - drive of the storage drum.

Использование вакуума (10 -4 Па) в технологии нанесения тонких плёнок Схема установки УВН-73 П-2: Использование вакуума (10 -4 Па) в технологии нанесения тонких плёнок Схема установки УВН-73 П-2: 1 - the arm of the manipulator for the samples loading into vacuum chamber; 2 - storage drum; 3 -sluice chamber; 4 -working drum; 5 - vacuum chamber; 6 - drive of the arm; 7 - gate; 8 - evaporator; 9 - carrousel ; 10 - evaporator screen; 11 - gear wheel of working drum; 12, 13 - the drives of the carrousel and the drum.

Использование вакуума (10 -4 Па) в технологии нанесения тонких плёнок 1. 2 a The Использование вакуума (10 -4 Па) в технологии нанесения тонких плёнок 1. 2 a The view of the internal vacuum chamber mechanisms of the thin films coating installation manufactured by Balzers Company[1]: 1 -evaporators screens; 2 - working drums, 3 - drums rotation drive; 4 -carrousel.

Использование вакуума (10 -4 Па) в технологии выращивания монокристаллов Installation based on Chockhralsky method: Использование вакуума (10 -4 Па) в технологии выращивания монокристаллов Installation based on Chockhralsky method: 1 - touch-string of a monocrystal; 2 - harmonic drive for the monocrystal touch-string transference; 3 - nut-screw drive; 4 - drive of the fast touch-string transference; 5 -drive of the touch-string rotation; 6 - motor of the touch-string transference; 7 - motor of the touch-string rotation.

Использование вакуума (10 -9 Па) в технологии МЛЭ Installation of molecular beam epitaxy: 1, Использование вакуума (10 -9 Па) в технологии МЛЭ Installation of molecular beam epitaxy: 1, 2, 3 - evaporators; 4 - the carrier with the sample; 5, 6, 7 - the screens of the evaporators; 8 - linear motion feedthrough for the carrier transference; 9 - the samples magazine; 10 -the carrier drive; 11 - sluice chamber. Fig. 1. 11 The general view of the analytical installation of Riber Co. [8]: 1 - two freedom degree magnet vacuum manipulator; 2 - sluice chamber; 3 - inlet vacuum valve; 4 - positioning vacuum manipulator; 5 - work chamber.

Использование вакуума в современных технологиях Использование вакуума в современных технологиях

Использование вакуума в современных технологиях поверхностного и структурного анализа The general view of the Использование вакуума в современных технологиях поверхностного и структурного анализа The general view of the analytical installation of Riber Co. : 1 - two freedom degree magnet vacuum manipulator; 2 - sluice chamber; 3 - inlet vacuum valve; 4 - positioning vacuum manipulator; 5 - work chamber.

Использование вакуума в современных методах физикохимического анализа поверхности P= 10 -8 - 10 -10 Использование вакуума в современных методах физикохимического анализа поверхности P= 10 -8 - 10 -10 Pa 1. EMP (Electron Microprobe) - ЭМА (Электронный Микроанализатор) первичный пучок: электроны; вторичный пучок: электроны (анализ тока); 2. AES (Auger Electron Spectroscopy) - ЭОС (Электронная Оже-спектроскопия) первичный пучок: электроны (20 -5000 э. В); энергии); вторичный пучок: электроны (анализ 3. ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) Спектроскопия для хим. анализа) первичный пучок: фотоны Х; вторичный пучок: электроны (анализ энергии); 4. SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) спектрометрия) первичный пучок: ионы; ВИМС (Вторичная Ионная Масс- вторичный пучок: ионы (анализ массы); 5. ISS (Ion Scattering Spectrometry) первичный пучок: ионы; ЭСХА (Электронная СПРИ (Спектрометрия рассеявшихся ионов) вторичный пучок: ионы (анализ энергии);

Размещение датчиков-анализаторов в вакуумных камерах установок физико-химического анализа поверхности ( P= 10 -8 - Размещение датчиков-анализаторов в вакуумных камерах установок физико-химического анализа поверхности ( P= 10 -8 - 10 -10 Pa) From down left, according clock wise rotation : 1 - detector of the secondary ions; 2 -searched wafer -; 3 - secondary ions mass-spectrometer; 4 - electron gun for Auger analysis; 5 - X-ray source; 6 - energy analyzer; 7 - ion gun; 8 - ultra violet source; 9 - micro focus electron gun; 10 - electron gun; 11 - Faraday cup.

Требования к манипуляторам при перемещени датчиков-анализаторов в вакуумных камерах установок физико-химического анализа поверхности ( Требования к манипуляторам при перемещени датчиков-анализаторов в вакуумных камерах установок физико-химического анализа поверхности ( P= 10 -8 - 10 -9 Pa) Характеристики Значение параметра 1. Вакуум 10 -9 Па 2. Количество степеней подвижности до 6 3. Диапазоны перемещений Х, Y Z ± 40 мм ± 20 мм 4. Точность отсчета линейных перемещений ± 0. 5 мкм 5. Диапазон угла поворота , угла наклона объекта, угла азимутального поворота объекта 3600 1000 3600 6. Точность отсчета угловых перемещений ± 1 угл. Мин. 7. Биения вводов вращения, приведенные к объекту радиальное осевое ± 10 -50 мкм ± 0. 5 -1 мкм

Использование вакуума в современных методах физикохимического анализа поверхности P= 10 -8 - 10 -10 Использование вакуума в современных методах физикохимического анализа поверхности P= 10 -8 - 10 -10 Pa EMP (ЭМА) Глубина AES (ЭОС) ESCA (ЭСХА) SIMS (ВИМС) ISS (СПРИ) 104 Å 15 Å 50 Å монослои ~3 000 монослой ~3 Å Обнаружение: - элементов да да да - изотопов нет нет да да - водорода нет нет да да Чувствительность: - монослоя 1 10 -3 10 -2 10 -6 10 -3 - 10 -7 10 -10 10 -9 10 -13 10 -10

Использование вакуума в технологии ВИМС (SIMS) анализа поверхности P= 10 -9 - 10 -10 Использование вакуума в технологии ВИМС (SIMS) анализа поверхности P= 10 -9 - 10 -10 Pa SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) - ВИМС (Вторичная Ионная Массспектрометрия) первичный пучок: ионы; вторичный пучок: ионы (анализ массы);

Вид вакуумной установки вторичной ионной массспектрометрии CAMECA-4 m, P= 10 -9 - 10 -10 Вид вакуумной установки вторичной ионной массспектрометрии CAMECA-4 m, P= 10 -9 - 10 -10 Pa Внешний вид установки вторичной ионной масс-спектрометрии «Cameca-4 m» .

Использование вакуума в новейшем методе анализа поверхности с помощью времяпролётной массспектрометрии P= 10 -9 Использование вакуума в новейшем методе анализа поверхности с помощью времяпролётной массспектрометрии P= 10 -9 - 10 -10 Pa При времяпролётной массспектрометрии (TOF SIMS) исследуемая поверхность образца бомбардируется импульсным пучком первичных ионов. В результате такого воздействия ионы в атомарном и молекулярном состояниях эмитируют с внешних слоёв поверхности. Их масса определяется временем, за которое они проходят путь от поверхности до детекторного приёмника. Этот процесс длится до тех пор, пока не будет получен полный спектр с высоким динамическим диапазоном.

Вид вакуумной установки времяпролётной массспектрометрии P= 10 -9 - 10 -10 Pa Вид вакуумной установки времяпролётной массспектрометрии P= 10 -9 - 10 -10 Pa

Использование вакуума в современных технологиях (cборка фотоэлектронны приборов ночного видения P=10 -10 Pa, «НПО Использование вакуума в современных технологиях (cборка фотоэлектронны приборов ночного видения P=10 -10 Pa, «НПО Геофизика» , ул. Стромынка, 18 ) ЭОП поколения 2+ с параллельным переносом электронного изображения с фотокатода на МКП и с МКП на экран в электростатическом поле 1 -стекловолоконная или стеклянная пластина ВОП; 2 -многощелочной фотокатод; 3 -МКП (входная поверхность); 4 - МКП (выходная поверхность); 5 -катодолюминесцентный экран; 6 стекловолоконный выходной элемент; 7 -металлокерамический корпус; 8 -индеевое уплотнение;

Результат использование вакуума в технологии cборки приборов ночного видения P=10 -10 Pa, «НПО Геофизика» Результат использование вакуума в технологии cборки приборов ночного видения P=10 -10 Pa, «НПО Геофизика» , ул. Стромынка, 18, Вид нашлемника с закреплёнными на нём двумя ЭОП поколения 3+ с параллельным переносом электронного изображения с фотокатода на МКП и с МКП на экран

Использование вакуума в технологии cборка фотоэлектронных приборов ночного видения P=10 -10 Pa (10 Авторских Использование вакуума в технологии cборка фотоэлектронных приборов ночного видения P=10 -10 Pa (10 Авторских свидетельств МТ-11, МГТУ им. Н. Э. Баумана).

Использование вакуума P=10 -10 Pa в технологии сборки ФЭП (проект МЭЛЗ) work chamber for Использование вакуума P=10 -10 Pa в технологии сборки ФЭП (проект МЭЛЗ) work chamber for photo cathode forming; 2 - the photoelectron gauge being assembled; 3 - stem of the photoelectron gauge ; 4 - linear motion feedthrough; 5, 6 - cryogenic sorption pumps; 7, 8 vacion pumps; 9, 10 - adsorption pumps; 11 - rough-vacuum pump. 1 -

Использование вакуума в современных технологиях(Установки термоядерного синтеза «Токамак 10» , «Токамак 15 » , Использование вакуума в современных технологиях(Установки термоядерного синтеза «Токамак 10» , «Токамак 15 » , P= 10 -5 -10 -8 Pa)

Пример проекта по курсу ОВТ «Использование технологии СВЧ накачки Установки термоядерного синтеза «Токамак 15 Пример проекта по курсу ОВТ «Использование технологии СВЧ накачки Установки термоядерного синтеза «Токамак 15 » в вакууме P= 10 -5 -10 -6 Pa

Использование вакуума в технологии защиты труб магистральных трубопроводов от «водородной болезни» , P= 10 Использование вакуума в технологии защиты труб магистральных трубопроводов от «водородной болезни» , P= 10 -2 – 10 -4 Pa, (Патент МТ-11, МГТУ им. Н. Э. Баумана и примеры фрагментов проектов по ОВТ)

Пример использования вакуума в технологии защиты труб магистральных трубопроводов от «водородной болезни» (на основе Пример использования вакуума в технологии защиты труб магистральных трубопроводов от «водородной болезни» (на основе фрагментов проекта по ОВТ)

Использование вакуума в современной ВИМС (SIMS) технологии диагностики отказов труб магистральных трубопроводов, от «водородной Использование вакуума в современной ВИМС (SIMS) технологии диагностики отказов труб магистральных трубопроводов, от «водородной болезни» P= 10 -10 Pa (Патент МТ-11, МГТУ им Н. Э. Баумана) Уважаемые студенты, убедительная просьба не распространять представленный вам материал за пределами МГТУ им Н. Э. Баумана

Рекомендуемая литература 1. Розанов Л. Н. Вакуумная техника. Учебник для высшей школы, 3 -е Рекомендуемая литература 1. Розанов Л. Н. Вакуумная техника. Учебник для высшей школы, 3 -е издание, М. - “Высшая школа”, 2007, 391 с. 2. Пипко А. И. и др. Конструирование и расчёт вакуумных систем. М. , Энергия, 1970. 504 с. 3. Вакуумная техника: Справочник. Под редакцией Е. С. Фролова, В. Е. Минайчева. М. , Машиностроение, 1992. (Примечание: Конструкции элементов вакуумных систем, представленные в справочнике не рекомендуется для использования при курсовом проектировании) 4. . Механика и физика точных вакуумных механизмов / Под редакцией проф. Е. А. Деулина, т. 1. - Владимир, Владим. Гос. Университет, 2001. - 176 с. 5. Механика и физика точных вакуумных механизмов / Под редакцией проф. Е. А. Деулина, т. 2. - М. «Интелвак-Вакууммаш» , 2002. - 152 с. 6. Е. А. Деулин, О. А. Румянцева Конспект лекций по Основам Вакуумной Техники на английском языке, МГТУ, 1997 г. , 67 с. 7. Ю. А. Хруничев Е. А. Деулин Э. П. Амосова Расчёт передач движения в вакуум, М. , МГТУ. , . !977 г. 55 с. 6. Машиностроение. Энциклопедия (в 40 томах). т. 111 -8, (Под ред. проф. Ю. В. Панфилова) часть 8. 1. 5. - М. , «Машиностроение» , 2000. -с. 273 -292 7. Руководство к выполнению расчетной части курсовых и дипломных проектов / Учебное пособие для студентов вечернего факультета. – М. : МВТУ, 1985. – 60 с. 8. Целевые механизмы вакуумного технологического оборудования / Атлас типовых конструкций/ Е. П. Аршук, А. И. Беликов, Е. А. Деулин и др. – МГТУ, 1998. – 68 с.