2.3.2. Соединения

Отдельные элементы установки компонуются при помощи неразъемных и разъемных соединений. Неразъемные соединения осуществлены при помощи аргонно-дуговой сварки, обеспечивающей получение прочных вакуумно-плотных швов при сваривании деталей из нержавеющей стали. Таким образом соединены, например, крышка и корпус камеры, отдельные части вакуумных клапанов и др. (рис.1). В разъемных соединениях прогреваемых установок в ка­честве уплотнительных элементов используются пластичные металлы (медь, золото, алюминий и др.). В изучаемой установке применяются медные уплотнения в форме кольца круглого сечения. Уплотнительное кольцо помещается между двумя коническими поверхностями соединяемых элементов (см. учебный плакат).

Вакуумная камера уплотняется в месте разъема между ее верх­ней и нижней частями (рис. 1) при помощи прокладки из синтетичес­кого фторуглеродного эластомера "Витон", который допускает прогрев до 250°С. Для сравнения следует отметить, что максимальная рабочая температура лучших вакуумных резин, применяемых в высоковакуумных установках не превышает 200°С. "Витон" по сравнению с резинами имеет меньшее газовыделение и меньшую газопроницаемость.

2.3.3. Вакуумные трубопроводы

Откачка вакуумной камеры большим орбитронным насосом 5 прово­дится через отверстие в нижней части камеры (рис. 1). Сечение отверстия близко к поперечному сечению камеры, клапан отсутствует, так что быстрота откачки насоса в такой конструкции используется максимально. Малый орбитронный насос 7 откачивает камеру через вакуумпровод, составляющий часть клапана 6, который предназначен для отсоединения камеры от насоса. Адсорбционный насос 4 отка­чивает камеру до давления 10^-1─ 10^-2 Па через клапан 2. Механический насос откачивает газ из адсорбционно­го насоса при его регенераций через трубку 3 из нержавеющей стали и трубку-шланг из вакуумной резины.

2. 3. 4. Вакуумные клапаны

Клапан между малым орбитронным насосом и камерой является клапаном углового типа, т. к. осевые линии вакуумпроводов на этом участке пересекаются под углом 90°. Уплотнительным эле­ментом клапана является конус из отожженной меди, деформируемой кромками отверстия в корпусе, изготовленном из нержавеющей стали (рис. 1).

Клапан между адсорбционным насосом 4 и камерой также относится к угловым. В нем в качестве герметизирующего элемента применяется медный конус с небольшой конусностью. Уплотнение обеспечивается при врезании острых кромок седла стального корпуса в конус клапана (рис. 1). Герметизация штоков в клапанах обоих типов и возвратно-поступательное перемещение штоков обеспечивают­ся применением сильфонов. На рис.6 изображены конструкции уплотнений в клапанах нагреваемых установок.

Отсоединение адсорбционного и механического насосов осущест­вляется при помощи зажима на трубке-шланге.

2. 3. 5. Вакуумная камера

В вакуумной камере проводится испарение различных металлов и сплавов с целью получения пленок. Испаряемые вещества нагреваются при помощи электронной пушки (лабораторная работа № 4).

Вакуумная камера состоит из двух частей - верхней и нижней (рис. 1). Верхняя часть при подготовке экспериментов поднимается при помощи механического подъемника (на рис. 1 не показан). Ниж­няя часть является неподвижной. Как отмечено выше (п. 2.3.3 и 2.3.4), откачка камеры адсорбционным насосом 4 и малым орбитронным насосом 7 проводится через вакуумпроводы, которые вварены в нижнюю часть камеры. Здесь смон­тировано несколько фланцев для токовых вводов (высокого и низкого напряжения). Вводы являются металлокерамическими (рис.7) и допускают прогрев до необходимой температуры. Здесь же установлен фланец манометрического преобразователя ПМИ-27 (лабораторная работа №3).

На вакуумной камере смонтированы смотровые окна из (рис.8) кварцевого стекла, неразъемно-соединенного с корпусом из железоникелькобальтового сплава ковар, имеющего коэффициент теплового расши­рения, которого близок к таковому для стекла: _к≈_с(510)10^-6к^-1.

Ввод механических движений внутрь вакуумной камеры проводит­ся при помощи магнитных манипуляторов (см. учебный плакат). На поверхности камеры, насосов и клапанов имеются нагревательные элементы из сплава нихром. При пропускании тока через эти элементы происходит нагрев до необходимой температуры, в резуль­тате чего проводится обезгаживание внутренних поверхностей под откачкой.