Данилин Б.С. - Вакуумное нанесение тонких плёнок (1051250), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Что 166 касается фторопласта, то при его нагреве до 250'С за 20 ч выделяется всего лишь 0,05 см' газа на 1 г образца. Изменение давления в вакуумной камере со временем прп помещении внутрь камеры прокладок из резины, антона и индия показано на рис. 3-5. Наряду с газовыделением большое значение имеет газопроницаемость стенок вакуумной арматуры и про- !В 4 кладочных материалов, используемых для уплотнения разборных соединений.
На !В-! рис. 3-8 показана газопроницаемость стенок пз различных материалов для ряда !В ' газов в зависимости от температуры, выраженная через, функцию К=!э(Т)), где К оз- 0 !10 100 410 ВВВ 120 кб 1070.0 начает повышение давления Рис. 3-6. Газопроницасмость в ~~~уде объемом 1 гм при сте ок из различны. материапроникновении газа через лов в зависимости от темпера- 1 см' стенки толщиной туры. 1 мм. Процесс газопроницаемости представляет собой суммарный процесс сорбции газа материалом, диффузии газа через материал и десорбцип газа с той стороны материала, которая соприкасается с вакуумом. Про- 167 цесс газопронпцаемости полимеров может быть выра- жен уравнением тз р Рт РаВ1 ! где Я вЂ” количество газа, прошедшее через материал> 1 — время; 77 — константа диффузии; о — константа сорбции; 5 — площадь поперечного сечения потока газа; рз — и! — разность парциальных давлений по обеим сторонам материала; ! — толщина материала в направлении прохо>кдения газа.
Если значениЯ Разности давлений !Ра — Р!), площади 5, толщины образца и времени 1 равны единице, то уравнение примет вид: Р=Ва, >де Р— константа проницаемости, смзусм'бек ° см пг, Константы газопроницаемости для некоторых материалов по гелию приведены в табл. 3-2. Таблица 3-2 Константа протн- паепостн Тенпература, 'С Материал На рис. 3-7 изображена гидродинамическая модель процесса откачки непрогрсваемой вакуумной системы до высокого вакуума. Из этой модели наглядно видно 148 Резина вакуумная марки 7889 Резина ваку!миан парки 9024 Термостойкаи розина марки 14р23 Полиатилсн Полизфиркрилат Эпоксидная смола ЛЛ-5 Стекло С49.1 (ЗС-5) 20 50 20 50 20 150 20 20 80 20 80 500 1 3. !О-т 4 5,10-т 4 2,!О-а 1,7 !О-' 1,4 ° 10-а 1,8 10 2,5 10 2,8.
Ю- а 1,3 10 6,9 1О 5 5 !О-а 3,8 1О-' влияние на процесс откачки газов, адсорбированных внутренними поверхностями установки. Жидкость в сосуде А соответствует количеству адсорбированного газа; жидкость, вытекающая через ка- Рис. 3.7. Гндродинамическаи модель откачни. пилляр из сосуда Б, соответствует воздуху вне камеры, натекающему в откачиваемый объем в результате его негерметнчности; жидкость в сосуде В соответствует количеству газа в обьеме камеры.
При этом гидро- зс, Р статическое давление в модели соответствует определенному давлсни!о в вакуумной системе. Из этого рисунка видно, что в области высокого вакуума основную массу газов составляют газы, адсорбированные внутренними О 10 1РР поверхностями откачиваемого объема. Рис. 3-8. Кривые откачки устаНа процесс откачки нонки' ! — после пребывании установнн нв также оказывает сильное ...ф,р....,епне ! мил; и — после в течение 3 е ность нахождения атмосферного воздуха в рабочем объеме установки.
Это показано на кривых откачки одной и той же установки, приведенных на рис. 3-8. При этом кривая 1 снята после минутного пребывания вскрытой камеры на атмосфере, кривая 2 в после двухчасового, Из приведенных кривых 169 видно, что для откачки установки до одинакового разрежения Тнапример, до 2 1О-« мм рт. ст.) в первом случае требуется в несколько раз меньше времени, чем во втором случае, ЗСЬ КОНСТРУКЦИОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВАКУУМНЫХ НАПЫЛИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК Многообразие операций, которые необходимо выполнять прп осуществлении технологического процесса в вакуумной напылительной установке, привело к созданию большого числа разнообразных конструкционных узлов. По характеру выполняемых функций конструкционные узлы вакуумных напылительных установок можно разделить на вакуумные уплотнения, вакуумные вводы, запорно-регулирующую вакуумную арматуру, вакуумные ловушки, смотровые окна, загрузочные устройства, нагреватели для обезгаживания установок.
Вакуумные уплотнения В вакуумных напылительных установках с предельным вакуумом до 5 ° 10-' мм рт. ст., как правило, применяются вакуумные уплотнения с прокладками из резины типов 7889 и 9024, а также витона и фторопласта-4. Уплотнительные прокладки делаются литыми круглого или прямоугольного сечения. В лабораторной практике применяются прокладки, вырезанные из листа или клееные из шнура.
В сверхвысоковакуумных прогреваемых напылительных установках применяются уплотнения с металлическими прокладками. В качестве материала прокладок применяются индий, отожженная медь, алюминий и в отдельных случаях даже золото, Конструкции уплотнительных сочленений подробно описаны в литературе 1Л. 28, 118, 130, 1311. Здесь будут кратко рассмотрены некоторые виды уплотнений, широко применяемые в напылительных установках. Вакуумно-герметичное уплотнение рабочего колпака с установочной плитой обычно осуществляется при помощи прокладок, имеющих прямоугольное сечение. Пример наиболее простого и широко распространенного уплотнения изображен на рис. 3-9. В установочной плите растачивается кольцевой паз, в который вставляется уплотняющая прокладиа, изготовленная из резины или 170 антона.
Прокладки должны быть вырезаны из целого листа или быть литыми. В колпаковых установках, как правило, не предусматривается наличие специальных прижимных устройств, обеспечивающих уплотнение колпака с плитой. Герметизация же их осуществляется за счет того, что край колпака, играющий роль уплотпяющего кольца, имеет специальный профиль, который выбирается из расчета надежного предварительного (до начала откачки) уплотнения колпака. Величина необходимого удельного давления на уплотняющую прокладку зависит от размеров фланца колпака и чистоты его обработки и составляет для резины 5— г з 8 кГ/см«, Г!ри откачке рабочего объема давление на уплотняющую прокладку Р«с.
Зль В«. резко возрастает. Так, например, прикол- «ууи«а«латпаке диаметром 600 мм возникает усилие порядка 3 Т, что создает в прокладке очень большие напряжения. Для обеспечения нормальных условий рабОТЫ РЕЗИНОВЫХ ПРОКЛадОК Нанряжв- ж«мнаа «ааь«а; ния в них не должны превышать 25— 30 КГ/сль«. Иногда для разгрузки уплотняющих прокладок от больших напряжений резиновые уплотнения выполняются таким образом, чтобы при достижении предельно допустимой деформации для резины фланец колпака соприкасался с плитой н предотвращал тем самым дальнейшее сжатие прокладки. Для надежного вакуумного уплотнения достаточно сжать резиновую прокладку на '/з ее первоначальной толщины. Следует иметь в виду, что сварка вызывает значительные деформации, пс1зтому окончательная механическая обработка фланцев колпаков и установочных плит должна производиться после проведения сварочных работ.
Необходимо, чтобы при опускании колпака фланец без перекоса садился на место, иначе не произойдет предварительного уплотнения. Большое значение имеет чистота уплотняюшего профиля колпака и резиновой прокладки, Пыль, прилипшие волоски и ворсинки могут явиться причиной негерметичности. 171 Тип Т Т )Т ТипШ и! а) БЛ а) Тип)д а) 172 Для грубой проверки уплотнения колпака с плитой используется опрыскивание места соединения спиртом илн ацетоном.
При наличии течи пары спирта или ацетона попадают через нее в вакуумную систему. Негерметичное место обнаруживается по резкому ухудшению вакуума. ,с(ля подсоединения к металлическим вакуумным системам стеклянных вакууммстрических ламп часто используются уплотнения грибкового типа. Эти уплотнения обеспечивают надежное и легкоразборное вакуумно-плотное соединение труб диаметром до 30 мм (рис. 3-!О). Уплотнение вставляемой в грибок трубки осуществляется путем плотине грибкового типа. ваго типа.
ного прнжатия к ней котьцевой ое- ! — корпус, у — плита; а — кажинная гайка 4 — зиновой прокладки, сжатой гайкой ка, б-пр . утакнае Герметизация резиновых шланкольца гов на оливках производится при помощи гибких ленточных хомутов. Лента хомута имеет насечки,через которые она захватывается витками червяка. Поворот червяка производится отверткой, вставляемой в шпиц его головки. Благодаря такой конструкции можно получить болыпие стягивающие усилия при незначительных усилиях на головке червяка.
Конструкция гибкого хомута и герметизация а) б) Рис 3-11 Гнбиий хомут ~(а) и герметизация ш ~апта с его поаготньго (б). шланга с его помощью показаны на рпс. 3-1!. Обычно в установке (с целью унификации) уплотнение водяных и пневматических магистралей производят с помощью этих же хомутов. Для уплотнения редко разнимаемых соединений, а также соединений, прогреваемых до 150'С, с успехом можно применять индиевые уплотнения, которые про. сты в изготовлении, экономичны и надежны в работе. При помощи индиевых прокладок можно уплотнять Рис. 3-12.
Инлиевые уплотнения. л — накальное положение саепинения; б — иядиеаая прокладка и каиаака; а — полажение соединения после уплотнения. стекло, керамику, фарфор и др, Типы индиевых уплотнений показаны на рис. 3-!2, а размеры элементов уплотнений приведены в табл. 3-3. Таблипа 3.3 Р.>лиеры елеиеитпн уплотнения, мм Тип диаметр спедиаеиня уптстиеаия мм л, !п, )т, (с, до !оо 3 5 4 6 5 8 5 ! 8 0,6 0,6 0,8 0,8 1,0 1,0 0,6 0,4 0,8 0,5 1,о о,т 0,4 0,5 Опт 0,3 О,з 0,4 От 100 до 500 Свыше 500 До 100 От 100 до 500 Свыше 500 ! и г11 !1 п Р! Типы уплотнений ! и П (рпс. 3-12) употребляются для металлических фланцевых соединений, причем тип ! применяется для уплотнений, расположенных в торп- Рнс.
3-!3. Укладка уплотнения из инднеаой проно. лаки. зонтальной плоскости. Тип П применяется для уплотнений, расположенных в вертикальной или «потолочной» плоскостях; индисвая прокладка для надежного защемления укладывается в прямоугольную канавку. Уплот- р 4 р Рис. 3-14. Ручной пресс для пзтонени" типо~ П и !1 пред тоалсння индианой проволоки. назначены для фарфора т — филеера; у — кпрп>с; у — шток и стекла, не имеющих ни е — аиит: Б — ру"'а канавки, ни зуба.
Тип 1П для горизонтально, тип 11т для вертикально расположенных уплотнений. Прп сборке соединения индиевая проволока укладывается в канавку, ее концы длиной 3 мм заделываются внахлест без пайки и слегка придавливаются 1У4 Для проведспня напыления необходимо иметь возможность производить передачу механического движения и подвод электропитания в рабочий обьем вакуумных напылительных установок, При вакууме не выше 10-а мм рг. сг. для этих целей часто можно непосредственно пропускать валы и штоки, передающие вращение и возвратно-поступательное движение через уплотнение Вильсона, Однако в тех случаях, когда необходим более высокий вакуум, приходится применять устройства, допускающие обезгаживание при значительных температурах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
