
- •Методы диагностики поверхности.
- •Типичные поверхностные процессы и явления, и их значение в технологических процессах.
- •Классификация методов исследования поверхности.
- •Методы исследования поверхности:
- •Средства достижения и поддержания высокого вакуума.
- •Вакуумная техника. Материалы и элементы вакуумной техники.
- •Средства откачки.
- •Форвакуумные насосы.
- •Высоковакуумные насосы.
- •Методы измерения вакуума (остаточного давления).
- •Термопарный манометр.
- •Манометр Пирани.
- •Способы измерения глубокого вакуума.
- •Манометры с холодным катодом.
- •Соединения и течи.
- •Кристаллография и электронная структура поверхности. Кристаллографическое описание поверхности. Поверхностные кристаллические решетки.
- •Обратная решетка.
- •Свойства обратной решетки.
- •Искажения атомной структуры поверхности.
- •Электронная структура поверхности.
- •Основы термодинамики поверхности. Уравнение Гиббса-Гюгема.
- •Применение к поверхности.
- •Анизотропия поверхностного натяжения.
- •Адсорбция.
- •Экспериментальное оборудование.
Соединения и течи.
Требования к соединениям должны быть таковы, чтобы вакуум без откачки сохранялся в течение длительного времени.
То есть поры имеют размеры порядка атомных.
Подобные уплотнения возможны только с помощью ножевых уплотнений (conflate).
Применяются к фланцевым соединениям. На фланцах выполняется напротив друг друга острый выступ, на другом выполняется проточка. Между соединяемыми деталями устанавливается мягкая медная прокладка. При затягивании болтами фланцевого соединения происходит деформация мягкой прокладки, и она заполняет все неровности поверхности фланцев, образуя, тем самым, вакуум-плотное соединение. Считается, что ножевое уплотнение в состоянии поддерживать остаточное давление до 10-11 Па.
Размеры труб под ножевые уплотнения стандартизованы, существует несколько типоразмеров с разным внутренним диаметров.
Внутренний диаметр |
Внешний диаметр |
19 |
34 |
38 |
70 |
63 |
114 |
100 |
150 |
150 |
270 |
200 |
750 |
Помимо постоянных уплотнений, также нужны управляемые соединения, которые могут быть открыты/закрыты извне. В этом случае ножевое уплотнение неприменимо. Используется специальные уплотнения.
Например, угловой вентиль.
Для качественного ограждения пути остаточного газа на самом вентиле используется конструкция в виде грибка – он заходит в трубу с одной стороны, с другой стороны сделаны проточки, на концах грибка сделаны уплотнения из резины.
Корпус соединен фланцевыми соединениями. В местах, где выполнен вакуумный вход ручки, установлен дополнительный сильфон.
Второй вариант – угловой (шлюзовой) вентиль. Отличается тем, что воздух проходит напрямую, а не под углом. Здесь тоже уплотнения из вакуумной резины. Конструкция сверху – пневматическое управление. Сильфон защищает пространство управляющего вентиля.
27.09.14.
Кристаллография и электронная структура поверхности. Кристаллографическое описание поверхности. Поверхностные кристаллические решетки.
Для кристаллографического описания поверхностей применяют двумерные кристаллические решетки. Такое описание корректно, не смотря на то, что поверхность всегда имеет конечную толщину, даже если состоит из одного слоя атомов. Тем не менее, кристаллические свойства проявляются появлением периодичности строения, а периодичность строения имеется только в направлении, параллельном поверхности (т.е. одна двумерна).
Можно выделить решетки Браве и способы построения примитивной ячейки.
В примитивной ячейке всё аналогично трёхмерному случаю.
Двумерная решетка Браве. Трёхмерных решеток Браве существует 14, двумерных 5.
Типы:
Косоугольная. γ = 0…180о
Прямоугольная. γ = 90о
Прямоугольная центрированная. γ = 0…90o, a = 2bcosγ
Квадратная. a = b, γ = 90o.
Гексагональная. a = b, γ = 120o.
Для всех решеток достаточно одного атома элементарной ячейки.
Обратная решетка.
Обратная решетка для двумерной решетки может быть определена как предельный случай обратной решетки. Предельный случай для трехмерной кристаллической решетки, где два вектора берутся из двумерной решетки, а третий вектор бесконечно длинный, и перпендикулярен плоскости двух других. Для нормировки третьего вектора в формулах используется нормальный поверхности вектор единичной длины. Тогда вектор обратной решетки можно записать в следующем виде.
.
Коэффициент 2π ставится опционально, в зависимости от необходимости (обычно вводят). Он устанавливает пропорциональность между размерами решетки и пространством импульсов.