Крылова4 Юршев - сборник ЛР-29.12.18 (2). Лазерные и плазменные упрочняющие технологии

• Название: Лазерные и плазменные упрочняющие технологии
• Дата: 30.03.2022
• Размер: 6.14 Mb.
• Имя файла: Крылова4 Юршев - сборник ЛР-29.12.18 (2).docx
• Тип: Документы; #428148
• страница: 10 из 17

3.6 Контрольные вопросы

1. 
   Опишите виды работ, проводимые на многоцелевом вакуумном посте ВУП-4.
   
2. 
   Перечислите основные элементы ВУП-4.
   
3. 
   Опишите основные параметры ВУП-4
   
4. 
   Опишите порядок работы на ВУП-4
   
5. 
   Для чего проводят травление образцов плазмой тлеющего разряда?
   
6. 
   Назначение вакуумного поста ВУП-4.
   

3.7 Содержание отчета

3.7.1 Цель работы.

3.7.2 Описание основных конструктивных элементов и последовательности выполнения работы на установке вакуумный пост ВУП-4.

3.7.3 Оформление результатов эксперимента.

3.7.4 Выводы по работе.

3.7.5 Ответы на контрольные вопросы.

4 Лабораторная работа № 4 Получение вакуума. Устройство и работа
вакуумно-дуговой установки ННВ - для нанесения тонкопленочных покрытий

4.1 Цель работы

Изучить физическую природу и технические характеристики вакуума. Рассмотреть классификацию, типы, параметры и конструктивные особенности вакуумных насосов, условия эксплуатации и требования к обслуживанию.

Ознакомиться с устройством и принципом работы вакуумно-дуговой установки для нанесения тонкопленочных покрытий.

4.2 Общие сведения

В физике обычно под вакуумом понимают состояние газа, когда длина свободного пробега молекул много больше характерного размера задачи.В технике вакуумом называют состояние газа, когда его давление ниже атмосферного. В технике различают четыре основных степени вакуума: низкий, средний, высокий и сверхвысокий. Для количественной оценки вводится число Кнудсена
К_п = L/<1>, (4.1)
где L – характерный размер вакуумного объема;

— средняя длина свободного пробега.
Область давлений, когда средняя длина свободного пути молекул много меньше характеристических размеров вакуумного объема, например, диаметра трубопровода, отвечает низкому вакууму. Низкий вакуум соответствует К_п = 1. При этом обмен энергией происходит исключительно между ближайшими молекулами. Такие условия проявляются в виде вязкости газа, а соответствующие процессы называются вязкостными.

Область давлений, когда средняя длина свободного пути молекул примерно равна характеристическим размерам вакуумного объема, получила название среднего вакуума. В этом диапазоне давлений столкновения молекул со стенками и друг с другом равновероятны. Средний вакуум отвечает К_п 1.

В области высокого и сверхвысокого вакуума средняя длина свободного пути молекул много больше размеров вакуумного объема, и молекулы преимущественно сталкиваются со стенками сосуда. В этом случае каждая молекула выступает индивидуально, а процессы в газах называется молекулярными. В высоком вакууме К_п «1».

Области сверхвысокого вакуума отличаются тем, что за характерное время рабочего процесса не происходит заметного изменения свойств поверхности, связанного с адсорбцией остаточных газов.

Области давлений, обычно соответствующие тому или иному вакууму, представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Интервалы рабочих давлений вакуума

	Давление (мм. рт.ст.)	Давление (Па)
Атмосферное давление	760	1,013x105
Низкий вакуум	от 760 до 25	От 1х105 до 3х103
Средний вакуум	от 25 до 1х10-3	От 3х103 до 1х10-1
Высокий вакуум	от 1х10-3 до 1х10-9	От 1х10-1 до 1х10-7
Сверхвысокий вакуум	от 1х10-9 до 1х10-12	От 1х10-7 до 1х10-10
Экстремальный вакуум	<1 х 10-12	<1 х 10-10

В основу получения вакуума могут быть положены два принципа: первый – удаление газа из откачиваемого сосуда за пределы вакуумной системы, второй – связывание газа в вакуумной системе. Первый принцип реализован в газоперемещающих насосах.

Перемещение массы газа можно производить периодически, отдельными порциями и непрерывно. Для удаления порции газа необходимо изолировать в рабочей камере насоса определенный объем газа, переместить его от входного патрубка насоса к выходному, сжать в процессе перемещения до давления, большего, чем давление в выходном сечении насоса и вытолкнуть газ за пределы насоса. Вакуумные насосы, которые откачивают газ отдельными порциями в результате периодического изменения объема и положения рабочей камере, называются объемными вакуумными насосами. Объемными вакуумными насосами является только механические насосы, т. е. такие насосы, откачивающее действие которых основано на перемещении газа вследствие механического движения рабочих частей насоса. Для непрерывного удаления нейтральных молекул газа необходимо иметь тело, которое постоянно увлекало бы и перемещало газ. Таким телом может быть непрерывно движущаяся твердая поверхность или струя жидкости, пара или газа. При соударении с движущейся твердой поверхностью и в результате внутреннего трения молекулы газа приобретают преимущественное направление движения. Механические насосы, откачивающее действие которых основано на увлечении удаляемого газа непрерывно движущимися твердыми поверхностями, получили название молекулярных, так как движущиеся части насоса воздействуют на отдельные молекулы.

Вакуумные насосы, в которых реализуется второй принцип создания вакуума, получили название сорбционных насосов. Газ в сорбционных насосах может связываться геттером (геттер – вещество, применяемое для хемосорбции газов в вакуумных системах), а также сорбироваться и конденсироваться на охлаждаемой поверхности.

Классификация вакуумных насосов, но принципу действия приведена на
рисунке 4.1.



Рисунок 4.1 - Классификация вакуумных насосов