Кеменов В.Н., Нестеров С.Б. Вакуумная техника и технология, страница 2

Вл. Ильича на Московский з-д "Компрессор".В 1950−51 гг. Б.Г. Лазаревым и Е.С. Боровиком в ХФТИ [3]выполнены первые работы по исследованию процесса криосорбционной откачки и разработан первый заливной криосорбционный гелиевыйнасос ВК-4.В 1954 г. В.И. Скобелкиным и Н.И.

Юценковой предложенатеория диффузионного насоса, учитывающая реальный механизм работы насоса.1957−1959 гг. Развитие производства качественных сталей и тугоплавких металлов в вакуумных дуговых и индукционных печах выдвигает задачу создания высокопроизводительных насосов, работающихв области давлений 10-1−10-4 мм рт.

ст. Для этой цели разрабатываютсяпаромасляные бустер-насосы БH-I500, БН-1500-2, БН-4500 и БН-15000с быстротами действия от 1500 до 15000 л/с, с диапазоном рабочих давлений 10-2 − 10-4 мм рт. ст. Необходимость откачки больших количестввоздуха выдвигает задачу создания для бустер-насосов термоокислительно стойких рабочих жидкостей. Разрабатываются стойкое нефтяноемасло ВМ-3 и кремнийорганическая жидкость ПФМС-1.Наряду с паромасляными насосами разрабатываются механические бустер-насосы на основе конструкции двухроторных воздуходувокРутса -насосы ДВН-500 и ДВН-1500. Производство насосов организуется на Мелитопольском компрессорном заводе.Дальнейшее развитие электровакуумного производства, потребность в небольших широкодиапазонных высоковакуумных насосахприводит к созданию диффузионных насосов Н-005 и НВО-40.

Насос'7Н-005 совмещал в себе свойства высоковакуумного и бустерного насосов, работая в области давлений 10-6- 10-2 мм рт. ст. и обладая высокимзначением наибольшего выпускного давления 4 мм рт. ст. Эти характеристики наряду с высокой термоокислительной стойкостью разработанных для него кремнийорганических жидкостей ПФМС-2 и ВКЖ-94 делали его удобным для оснащения автоматов откачки электровакуумныхприборов.

Насос НВО-40 с воздушным охлаждением предназначалсядля оснащения подвижных линий откачки электровакуумных приборов.Им были оснащены также гелиевые течеискатели ПТИ.Расширение работ в области ускорительной техники и началоработ в области управляемых термоядерных реакций потребовало создания высокопроизводительных парортутных насосов и сверхвысоковакуумных агрегатов на их основе.

Были разработаны насосы Н-5СР,Н-6ТР с быстротами действия 500 и 6000 л/с, агрегаты РВА-05-1,BA-2-I, РВА-6-1, РВА-05-2, с предельным вакуумом 10-6 мм рт. ст. ипрогреваемые агрегаты РВА-0,54 и РВА- 1-3 с предельным вакуумом10-10 мм рт.ст. На агрегате РВА-0,5-4 в результате специальных исследований и разработанных мероприятий удалось получить предельныйвакуум 10-13 мм рт. ст., наиболее низкий из когда-либо достигнутых дляпароструйных насосов.

Разрабатываются сверхвысоковакуумные прогреваемые паромасляные насосы ВА-05-5 и ВА-8-9М на базе насосовН-5С и Н-8Т с предельным вакуумом 5⋅10-9 мм рт. ст.I960−1965 гг. Итак, к I960 г. был создан уже целый комплексразличного откачного вакуумного оборудования, обеспечивающего получение низких давлений от 760 до 10-13 мм рт. ст. Однако производствооборудования было рассредоточено на ряде неспециализированных заводов: Компрессоре, Ливгидромаше, Мелитопольском и других, чтозатрудняло обеспечение технического прогресса и дальнейшее развитиевакуумной техники. В связи с этим по предложению НИВИ, в 1959 г.решением ЦК КПСС и СМ СССР создается специализированный заводвакуумного оборудования в Казани - Казмехзавод с СКБ при заводе,которое в 1961 г. реорганизуется в Центральное конструкторское бюровакуумной техники (ныне НПО «Вакууммаш»).Таким образом, начало 60-х годов знаменательно созданиемкомплекса специализированных вакуумно-технических производственных организаций - НИВИ, ЦКБ-ВТ и Казмехзавода.

В это же времястроится цех для производства высокопроизводительных механическихнасосов на Сумском насосном заводе. В результате проведенных мероприятий уже в 1962 г. производство вакуумного откачного оборудования в стране достигло объема 33,5 тыс. единиц. Таким образом, в стране8была организована научная и производственная база вакуумной техники, которая создала условия для дальнейшего бурного развития вакуумтехнологических процессов, вакуумного аппарато- и приборостроения вразличных отраслях промышленности и техники. Уже к середине 60-хгодов вакуум использовался в той или иной мере практически во всехотраслях промышленности.Для развития вакуумной техники первая половина 60-х годовхарактерна качественными сдвигами − появлением принципиально новых видов откачного оборудования, не использующего для своей работы вакуумных масел.Так, для обеспечения безмасляного вакуума в установках длятермоядерных исследований, а затем и для откачки особо надежныхизделий электронной техники создается ряд электрофизических и физико-химических средств откачки.

Разрабатывается группа сорбционноионных насосов типа СИН с производительностями 2000, 5000 и20000 л/с, работающих на принципе поглощения газов титаном, распыляемым из жидкой капли электронной бомбардировкой при постояннойионизации газа встроенным ионизатором. На базе насоса СИН-20 создается уникальный по своим характеристикам агрегат АВТО-20М, вкотором распыляемый титан конденсируется на поверхности, охлаждаемой жидким азотом. Агрегат позволяет получать быстроту действияпо водороду 30000 л/с и предельный вакуум 10-12 мм рт. ст.Высокая интенсивность испарения титана жидкофазными испарителями при малом потреблении мощности позволяет создать автономные электронно-лучевые испарители со скоростью испарения титана до 1,5 г/мин для откачки термоядерных установок. Использованиеэтих испарителей в термоядерной установке "Огра" позволило успешно решить проблему создания скоростей откачки установки околомиллиона л/с.Однако наличие высокого напряжения и накаленного катода, атакже механизмов подачи титановой проволоки в испарителях насосовтипа СИН существенно сужали возможности широкого применениянасосов.Работы НИВИ в области получения иодидного титана позволили создать в начале 60-х годов не имеющие аналогов за рубежомпрямонакальные испарители на основе иодидного титана, нанесенногона молибденовый стержень.

Несмотря на меньшие скорости испарения,в сравнении с жидкофазными испарителями, эти испарители просты вэксплуатации, не содержат механизмов, не требуют высокого напряжения для работы. На базе этих испарителей был разработан ряд сорбци-9онно-ионных или, как их теперь называют, "геттерно-ионных насосов"типа ГИН с производительностями от 5 до 50000 л/с, с предельным вакуумом 10-9 мм рт. ст. Основной недостаток геттерно-ионных насосов− малый срок непрерывной работы и наличие накаленных деталей.Свободны от этих недостатков магниторазрядные насосы, работающие на принципе распыления титана в высоковольтном разрядеПеннинга. С I960 по 1964 гг. разрабатывается серия диодных магниторазрядных насосов типа НЭМ с быстротами действия от 30 до 6500 л/с:НЭМ-30-2, НЭМ-100-2, НЭМ-300-1, НЭМ-1T-1, НЭМ-2-5Т-1,НЭМ-7Т-1.

Насосы позволяют получать предельный вакуум10-10 мм рт. ст. при давлении 10-2 мм рт. ст. ГИН и НЭМ находят всевозрастающее применение в электронной промышленности, в ускорительной технике, в физических лабораториях. Производство их организовывается на заводе в г. Калининграде (ныне ПО "Кварц").Комплекс работ по безмасляным средствам откачки в этот период завершается разработкой ряда сорбционных цеолитовых насосов иагрегатов, предназначенных для предварительной форвакуумной откачки систем с геттерно-ионными магниторазрядными насосами от 760 до10-2 -10-4 мм рт.ст.-(насосы ЦВН-0,1-2, ЦВН-1-2, агрегаты ЦВА-0,1-1,ЦВА-0,1-2, ЦВА-1-1, ЦВ-1-2). На базе магниторазрядных и цеолитовыхнасосов создается ряд безмасляных откачных агрегатов типа "Эра":Эра-30-2, ЭРА-100-2, ЭРА-300-2 с быстротами действия от 25 до 250л/с,с предельным вакуумом 10-10 мм рт. ст.В начале 60-х годов совместно с ЦКБ-ЭФП разрабатываетсяпервый отечественный сверхвысоковакуумный турбомолекулярныйнасос ТВН-200 с предельным вакуумом 10-9 мм рт.

ст. и быстротой действия 250 л/с и агрегат на его основе ТВА-200. Позднее разрабатываются турбомолекулярные насосы ТВН-500, ТВН-2000 и ТВН-5000 и агрегаты на их основе.Начавшиеся еще в конце 50-х годов работы по промышленномуосвоению метода вакуумной дегазации жидких сталей требовали создания насосов с быстротой действия в десятки и сотни тысяч л/с при давлениях 0,5−1мм рт. ст. Эта задача решалась созданием ряда высокопроизводительных пароэжекторных насосов с быстротой действия до150000 л/с. Были созданы уникальные пароэжекторные насосы с быстротами действия 10000 и 20000 л/с при давлении 10-2 мм рт.

ст.В 1963−1965 гг. в НИВИ выполнены оригинальные исследования и разработаны действующие модели так называемых холодныхдиффузионных насосов, рабочие струи которых создавались углекислым газом, а механизм действия основывался на откачке удаляемого10воздуха при конденсации углекислого газа на стенке, охлаждаемойжидким азотом. Подводя итог работам рассматриваемого второго периода, можно отметить, что к концу 1965 г. отечественная вакуумнаятехника располагала практически всеми известными видами откачноговакуумного оборудования.Становление и дальнейшее развитие отечественной микроэлектроники во многом определило тематическую направленность работ вобласти вакуумной техники.Вакуумные технологии стали определяющими во всем циклеизготовления интегральных схем (ИС).

Получение сверхчистых металлов и полупроводниковых материалов, выращивание ленточных монокристаллов, молекулярно-лучевая эпитаксия, получение тонких пленокполупроводниковых материалов и металлов, ионно-плазменное и плазмохимическое травление рабочих материалов, ионная имплантация,радиационная обработка, электронная и ионная литография и другие –далеко не полный перечень вакуумных процессов в технологии производства ИС.