
- •Методические указания
- •"Изучение устройства сверхвысоковакуумной установки и порядка работы на ней" по дисциплине "Физические основы вакуумных технологий"
- •I. Цели лабораторной работы:
- •2. Общие и теоретические сведения
- •2.1. Основные определения
- •2. 2. Общая характеристика вакуумной установки
- •2.3. Элементы вакуумной установки
- •2.3.1. Средства откачки (вакуумные насосы)
- •2.3.2. Соединения
- •2.3.3. Вакуумные трубопроводы
- •2. 3. 4. Вакуумные клапаны
- •2. 3. 5. Вакуумная камера
- •3. Приборы, оборудование, учебные пособия
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Схема отчета
- •6. Контрольные вопросы
Методические указания
к выполнению лабораторной работы № 2
"Изучение устройства сверхвысоковакуумной установки и порядка работы на ней" по дисциплине "Физические основы вакуумных технологий"
I. Цели лабораторной работы:
изучение конструкции основных частей (элементов) сверхвысоко - вакуумной лабораторной установки;
изучение компоновки средств откачки и др. частей установки;
ознакомление с порядком работы на установке.
2. Общие и теоретические сведения
2.1. Основные определения
Высокий вакуум - вакуум, при котором средняя длина свободного пути молекул газа значительно превышает линейный размер d, существенный для рассматриваемого процесса (например, диаметр вакуумпровода, расстояние между испарителем и подложкой в установке для получения пленок и т. п.). В вакуумных приборах (лампах накаливания, электронновакуумных приборах) и технологических установках упомянутый линейный размер составляет d ~ 10-2- 10-1 м. Поскольку средняя длина свободного пути молекул воздуха при 200С
высокому
вакууму
соответствуют
давления
Р
,
начиная
с
10-1
-10-2
Па
и
ниже.
Сверхвысокий
вакуум
- вакуум,
при
котором
не
происходит
заметного
изменения
свойств
поверхности,
первоначально
свободной
от
адсорбированного
газа,
за
время,
существенное
для
рабочего
процесса.
Время
образования
мономолекулярного
адсорбированного
слоя
при
200С
может
быть
оценено
из
выражения
(2)
,
(1)
=
,
(2)
где: nац1019 м-2- поверхностная плотность "активных центров" адсорбции;
k - постоянная Больцмана;
Т - абсолютная температура;
v - среднеарифметическая скорость теплового движения газовых молекул.
Поскольку для воздуха при температуре Т = 300 К v 500 м/с, получаем
=
.
(3)
Если принять, что для такого процесса как изготовление пленок достаточно сохранить первоначально чистую поверхность в течение нескольких десятков секунд (например, 30 с), то сверхвысокому вакууму будут соответствовать давления ниже 10-5 Па.
Вакуумная установка состоит из вакуумной системы и устройств, обеспечивающих ее действие, к которым, например, относятся электродвигатели, нагреватели и т.п.
Вакуумная система - совокупность устройств для создания вакуума (средств откачки), приборов для измерения вакуума, а также сосудов (камер) и связывающих их трубопроводов.
Элементом вакуумной системы называется прибор, сборочная единица или деталь, предназначенные для выполнения определенных функций в вакуумной системе.
Вакуумная, камера - откачиваемый сосуд, в котором создается вакуум, необходимый для различных технологических процессов.