Pamatzināšanas par vakuumu

Pamatzināšanas par vakuumu

IKS PVD d PVD vakuuma pārklājumu iekārtu ražošana, sazinieties ar mums tagad, lai iegūtu sīkāku informāciju par vakuuma pārklājumu.

.

Fizikālās tvaiku nosēdināšanas (PVD) metodes, piemēram, iztvaikošana, izsmidzināšana un jonu nogulsnēšanās, var tikt realizētas tikai vakuuma apstākļos.

Mūsdienīgu plāno plēves materiālu sagatavošana, neatkarīgi no tā, vai tā ir fizikāla tvaiku nosēdināšanas tehnoloģija (PVD) vai ķīmiskā tvaiku nosēdināšanas tehnoloģija (CVD), ietver gāzes fāzes ražošanu, transportēšanu, reakciju, kondensāciju, nogulsnēšanos un citus procesus vakuuma apstākļos. Tāpēc šajā dokumentā īsumā ir izklāstītas pamatzināšanas par plānām plēvēm.

Pamatzināšanas par vakuumu

Izmantojot ārējo spēku, lai noņemtu gāzes molekulas noteiktā slēgtā telpā, lai spiediens telpā būtu mazāks par vienu atmosfēras spiedienu, tad gāzes fizisko stāvokli telpā sauc par vakuumu.

1643.gadā Torricelli slavenais atmosfēras spiediena eksperiments pirmo reizi atklāja vakuuma, zemas spiediena, plānas gāzes fizikālo stāvokli un ieguva atmosfēras spiediena definīciju (spiediens, ko rada dzīvsudraba kolonna 76mm, ir definēta kā 1atm) un pamatu vakuuma mērīšanai.

Vakuuma pakāpi attēlo gāzes spiediens, un sākotnējā vakuuma pakāpes vienība ir mmHg (1atm = 760mmHg).

1958. gadā Torricelli atmiņā pirmie četri viņa vārda torr burti tika izmantoti, lai aizstātu mmHg kā vakuuma pakāpes vienību (1 torr = 1 mmHg).

Tika pieņemta arī centimetru gramu sekunde (CGS) sistēma ar joslu kā vienību (1bar = 1 x 105Pa) un biežāk mbar (1mbar = 100Pa).

Pašlaik ar standartizācijas progresu pakāpeniski dominē starptautiskā vienību sistēma (SI sistēma, proti, MKS sistēma), un vakuuma pakāpe ir vienība Pa (1atm = 1,013 * 105Pa).

Atcerieties, ka iekavās ievietotais vakuums parasti tiek pārvērsts vienībās, un mammai nebūs jāuztraucas par to, ka dažādās literatūras vienībās kļūst neskaidrības.

Vakuuma iegūšana

Piemēram, dzerot dzērienu caur salmiem, princips ir tas, ka mēs iesūcam gaisu salmiņos un izveidojam vakuumu salmu iekšpusē (spiediens salmu iekšpusē ir mazāks par ārējo atmosfēras spiedienu). Spiediena starpības rezultātā mēs spiežam dzērienu vāka iekšpusē mūsu mutē caur salmiem.

Līdzīgi, sagatavojot mūsdienīgus plānus plēves materiālus, vajadzīgais vakuums var tikt “iesūkts” prom no gaisa, kas novietots telpā ar ierīci, ko saucam par vakuuma sūkni.

Saskaņā ar vakuuma sūkņa darba principu, to var iedalīt divās kategorijās: gāzes transportēšanas sūknis (gāze tiek pastāvīgi ieelpota un izvadīta no vakuuma sūkņa, lai sasniegtu izplūdes gāzu) un gāzes uztveršanas sūknis (izmantojot aktivēto ogli un citu) iesūknēšanas materiāli un aukstuma avota ierīce, ko sūknēšanas telpā iesūc gāzes molekulas). Saskaņā ar vakuuma sūkņa darba spiediena diapazonu var iedalīt sūkņa pirmajā posmā (augsts palaišanas spiediens) un pēc sūkņa stadijas (zems palaišanas spiediens).

Rotējošā lāpstiņu mehāniskā sūkņa izskats un iekšējā struktūra ir parādīta 1. attēlā. Tas ir sava veida gāzes transportēšanas sūknis, kas var darboties tieši no atmosfēras spiediena. Tas ir parasti izmantojams priekšējā posma sūknis.

1. attēls: mehāniskais sūkņa izskats un iekšējās struktūras diagramma

Mehāniskā sūkņa darbības princips ir izmantot mehānisko kustīgo daļu rotora rotāciju uz ekscentriskā riteņa, lai sasniegtu iedvesmas-kompresijas-izplūdes mērķi, kā parādīts 2. attēlā (attēlā redzamie pelēkie punkti attēlo gaisu). ).

Att. 2 mehāniskā sūkņa darba principa shēma

Turbomolekulārais sūknis ir sava veida augstspiediena sūknis, ko rada mūsdienīga vakuuma tehnoloģija, kas nodrošina eļļas nesaturošu un augstas vakuuma vidi. Tas ir sava veida gāzes transportēšanas sūknis. Tomēr tā sākotnējam darba spiedienam jābūt mazākam par 1Pa. Tās izskats un iekšējā struktūra ir parādīti 3. attēlā.

Att. 3 turbīnas molekulārā sūkņa izskats un iekšējā struktūra

Turbīnas molekulārajā sūknī ir vairākpakāpju rotori un statisti ar dažādiem rotoriem un statoriem, un rotora lāpstiņas ātrums ir līdz 20000 ~ 60000k r / min. Gāzes molekulas, ko transportē no augšējā lāpstiņas, tiks saspiestas zemākajai apakšējai daļai, tas ir, kinētiskā enerģija nepārtraukti tiek pārnesta uz gāzes molekulām sadursmes rezultātā, un gāzes molekulas tiks saspiestas un izlādētas pa solim. pēc kinētiskās enerģijas, kā parādīts 2. attēlā. 4.

Att. 4 turbīnas molekulārā sūkņa darbības princips

Ir vērts pieminēt, ka filmas sagatavošanas procesā tieši neizmantojiet molekulāro sūkni, jo zemas vakuuma (vairāk atmosfēras molekulās) apstākļos molekulārais sūknis ir viegli bojāts, boss kritizēja mazo, gadījumā, ja molekulārā sūkņa bojājumi paši par sevi nevar būt rentabli. Tāpēc ir svarīgi atcerēties, ka, atverot mehānisko sūkni un citu pirmspakāpju sūkni, pirms molekulārā sūkņa darbības tiek panākts zināms vakuuma līmenis.

Vakuuma mērīšana

Lai saprastu vakuuma pakāpi (gaisa spiedienu) nogulsnēšanas kamerā reālā laikā, filmas sagatavošanai ir nepieciešams vakuuma mērītājs (vakuuma mērītājs).

Saskaņā ar vakuuma mērījumu principu, to var iedalīt absolūtā vakuuma mērītājā (tieši nosakot spiediena vērtību noteiktā telpā) un relatīvo vakuuma mērītāju (vispirms izmērīt citus fiziskos daudzumus, kas saistīti ar spiedienu, pēc konversijas, lai iegūtu spiediena vērtību). ). Tā kā vakuuma mērierīci ir viegli izmērīt, to bieži izmanto, lai noteiktu plēves nosēdumu vakuuma pakāpi.

Kā minēts iepriekš, vakuuma sūknim ir stingras prasības attiecībā uz vakuuma darbības diapazonu, tāpat kā dažādi vakuuma līmeņi, lai izmērītu dažādus vakuuma skaitītājus.

Pirani vakuuma mērierīci bieži izmanto zema vakuuma mērīšanai, kas ir uzlabota termopāra vakuuma mērītāja forma. Att. 5 ir darba principa shēma. Caurulī ir divi kvēldiegu komplekti. Ja divas kvēldiega grupas tiek barotas un apsildītas, siltuma izkliedes ātrums uz kvēldiega ir atšķirīgs arī sakarā ar apkārtējā gaisa atšķaidījuma atšķirībām. Līdz ar to divu kvēldiega grupu izturība atšķirsies atkarībā no temperatūras atšķirības, un attiecīgi mainīsies arī caur kvēldiegu plūstošā strāva. Sakarā ar fiksēto gaisa spiedienu atskaites galā, kvēldiega temperatūra, pretestība un strāva atsauces daļā paliek nemainīgas, tāpēc vakuuma pakāpi mērāmajā dobumā var iegūt, salīdzinot.

Att. 5 pirānu vakuuma mērierīces darbības principa shēma

Augsta vakuuma mērījumu laukā tiek izmantots jonizācijas vakuuma mērītājs, kas jāizmanto kopā ar pirāniem un citiem zemas vakuuma skaitītājiem. Jonizācijas vakuuma mērierīci galvenokārt veido trīs elektrodi: katods (kvēldiegs), anods un jonu savācējs. Tā darbības princips parādīts 6. attēlā. Karsti katoda izstarotie elektroni paātrinās tīklā, saduras ar un ceļā esošās gāzes molekulas. Kad elektroni atgriežas, lai paātrinātu un palēninātu, tie galu galā tiks notverti ar polu dzēšanu. Elektronu reciprokācijas svārstību procesā gāzes molekulas tiks pastāvīgi jonizētas, un gāzes joni lidos uz jonu savākšanas stabiem, lai izveidotu cilpas strāvu. Fiksētā katoda emisijas strāvas un fiksētās gāzes veida gadījumā jonu strāvas intensitāte būs atkarīga tikai no jonizētās gāzes spiediena, un vakuuma pakāpi nogulsnēšanas telpā var konvertēt ar jonu strāvas intensitāti.

Att. 6 jonizācijas vakuuma mērītāja darba principa shēma

Ieviešot šo pantu, mēs uzskatām, ka mums ir visvienkāršākā izpratne par vakuuma definīciju, dažādu vienību pārveidošanu un vakuuma ieguvi un mērīšanu.