Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Следует отметить,что тщательность рассмотрения некоторых элементов нлн мэтеряалоз не всегда пропорциональна' нх важности н практической значимостии. Быстрый 'рост номенклатуры вакуумного оборудования зз последние годы делает невозможным его исчерпывакпцяй анализ. Поэтому в справо«- нике приводятся лишь наиболее характерные примеры каждого типа оборудования. Полный же список нзготовителей вакуумного оборудования и зоответствующей аппаратуры может быть найден а «Указателе научно~о оборудования», публнкуемом ежегодно «Американской Ассоциацией содей. ствмя:развцтию наукн» (1). Подобно другим специализированным областям науки, в вакуумной технике имеется множество терминов с определенным специфическим эна.
чсннем. Их определения собраны в «Словаре германов, нспользуемых в вакуумной технологии», изданном Комитетом стандартов Американского вакуумного общества (Пергамон Пресс, Нью-йорк, 1968), н будут нсполь. 178 эоваться шэ мере необходимости»'. Условимся няжеследующим образом определкэь степень вакуума в системах! низкий вакуум средний вакуум высокий вакуум очень. высокий вакуум сверхвысокий вакуум 760 — 20 мм рт. ст. 25 — 10-э мм рт. ст. !О-з — Н1-' мм рт.ст. !О-» — 1О-» мы рт. ст. ниже 10-' мм рг.
ст. Термин «высокий вакуум» используется также в более широком с»1ыс. ле лли оценки любой системы с давлением меньше! О-э мм рт. ст. Термин «форвакуум» не связан со специфической областью давлений, а относится к наполненному газом пространству на выходе насоса, особенно между высоковакуумным и низко-нля сердневакуумными насосами. 2, ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ ** "Исчерпывающим глоссарием и словарем на многих языках является «Элсеверовский словарь по исследованию и технология высокого вакуума», ред бц Вебер, издательство Элсевера, Нью-р(орк, !968 '*' Основные типы отечественных насосов и их характеристики описаны в ки. Б. С, Дайилина и В. Е.
Мииаичева «Основы конструирования вакуум. ных систем», М, «Энергия», 1971. (Прил. ллр«эО 17э Для уменьшения давления з вакуумной камере можно использовать два различных принципа. В первом — гаэ физически удаляется иэ ваку умной камеры и выбрасывается наружу. Примерами такого способа действия является механический и пароструйный насосы. Другой метод откачки основан на конденсации нли захвате молекул газа на неноторой части внутренней поверхности камеры без удаления газа наружу.
К этой категории относятся криогенные, криосублимационные, сублимационные н геттеро.ионные насосы. Количественной мерой переноса или способности поглощения газа насосом является его проивводигельиость О«, выражаемая в мм рт. ст. х 1г л с-'. прн 20' С. Под этим понимается гаков количество газа, ко торое протекает через всасывающий патрубок работающего насоса в еди нину времени. Я«но, что О зависит от давления. Другим параметром, характеризующим работу насоса, является быстрота его откачки Я.
Это отношение производительности к парциальному давлению данного газа вблизи впускного отверстия насоса: 5 = О !Л. Быстрота откачки выра мается в лнграх в секунду при 20' С. Большинство вакуумных насосов ичеет почти постоянную быстроту откачки в интервале нескольких поряд ков давления газа. Выше и ниже этой области она резко падает(откачка становится незффекгивнойБ В то время, как производительность насоса есть легко определяемая величина, понятие быстроты откачки для области молекулярных потоков требует особых пояснений.
Это связано с тем, что обычное определение давления как скалярной силы, действующей на поверхность, для ваку умной камеры со сложной структурой газовых потоков в разных точках становится сомнительным. Несколько исследователей, используя расчеты по методу Монте — Карло, показали, что при одинаковых измеряемых параметрах быстрота откачки диффузионного (2( и геттериого !3! насосов различается вследствие различного углового распределения молекул в об- Гл. 2.
Техинка высвкогв вакуума дасти впускного отверстия пасоса. Разница в угловом распределении, возникающая нз-за различия в формах вакуумных камер и насосов, может приводить к увеличению быстроты откачки вплоть до 25ей па сравнению с тем, которое имеет место при обычном угловом косинусоидэльиом распределении молекул на входе насоса. С целью устранения этих противоречий было принято быстроту откачки определять не на основе давления газа, а через поток падающих иа площадку моаехул, умноженный нв ве. роятность захвата молекулы насосом [41. В другом подходе к определению истинной быстроты откачки вакуумных систем длв молекулярного потока, близкого к направленному, используется схема анализа, подобная используемой в задаче о передаче тепла излучением Щ.
При выборе насоса, кроме производительности и быстроты откачки, важной характерястикой является его свойство выделять газы в ваку. умную камеру. В принципе все насосы при определенных условиях оказываются ясточниками остаточных газов, однано различные типы насосов сильно отличаются между собой квк по количеству, так н по природе выделяемых газов. Для некоторых применений вредны следы паров органики, обусловленные применяемымн в насосах рабочнмн жидкостями, и тогда следует ориентироваться иа безмасляные насосы.
В следующем раэ. леле обсуждаются принципы действия, области применения и предельные возможности насосов различных типов. А. Меданнческне насосы Механические насосы переносят газ посредством циклического дви. жения системы механических деталей. Перенос газа с помощью вращающихся тел может быть достигнут различными путями. Принципы действия разных типов насосов рассмотрены Дзшманом [6[.
Лукас [7[ опубликовал обзор имеющихся в продаже мо- ВиггглитГ л, . Делей и ик ХараКтЕрИСтИК. Дпи клапан -:;::, фф~л~э» целей нанесения тонких пленок тление интерес представляют три типа механических насосов; врэща. тельные с масляным уплотнением, двухроториые насосы (Рутса) н турбомолекулярные насосы.
1) Вращательные иасосм с масляным уплотнением. Эти насогтити сы наиболее широко используются для получения предварительного вакуума, требующегося для работы высоковакуумных васо. гит. ь схема иллттиитлти-ветиииити илтосл сов. Распространенные модели т млелиимм Гиллтиеиити. осуществляют перенос газа посредством вращения цилиндров и различаются главным образом устройством скользящего механизма, который захватывает и уносит газ.
В качестве примера на рис. 1 представлен пластинчато-роторный насос. Эксцентрично расположенный ротор плотно подогнан к стенке цилиндрической камеры внутри статора. Две поджатые пружинами пластины, скользящие по расположенным по диаметру щелвм в роторе, прижаты к внутренней поверхности статора. Трение н износ минимизированы благодаря тонкой прослойке масла, которое смазывает все части насоса и заполняет мельчайшие зазоры в камере. Выпускной пвтрубок нормально закрыт давлением клапана, работащего внутри масля- 180 Рос. г. зависимость аыстроты отааеав авуе.
стуоенног., враматеаьного насоса с маона. «ым унаотнеинем от ввусвного аавеенна !!1. 4,6. )г Ро — !ой — о, бе+6 где Бе н 2 — быстроты откачка (а литрах з секунду) при начаЛЬНОм и кО- печном ааалепии. С помощью насоса иа 7 л ° а"' (рио. 2), включенного на !00-лнтроаую систему прн атмосферном дааленин, вакуум 10-з мм рт. ст. достигается через 6 мнн. Прн меньших дааленнях приведенное уравнение для времени откачки непригодно, так как з нем не учитывается аффект газо.
отделения стенкаии закуумкой системы Более точное выражение для нре. мекк откачки вакуумной системы с помощью арашательного насоса было получено Банном и Уордом (6). ного резориуара. При прещения ротор асасыаает воздух через впускное отаерстие насооа. Серпоандпый объем иоздуха затем ежимается, з резуль. тите открывается аыходйой илзпан и газ выбрасыаается наружу. Техяичаскнм усоиершепстаоааинем ианлоаь послсдоаательное соединение иасосоа (диухстуоенный насос) и нпусн небольшого колнчеатна газа а зону сжатия через аыхлопной клапан. Эту операцию назынают наеденнем газозого балласта; он уменьшает кондснсапню паров воды аелелстнна ениження козффицнента сжатия.
Быстрота откачки одноступенного аращательного иааоса о масляным упиотненнем*' резко падает при лааленнях ниже 1 мм рт. ет. Поскольку для работы высокозакуумного насоса на его выходе гребуется „Ггбр болев высокое прелаарительное 7л с резрнженне, обычно даа насоса соединяют последовательно. Типичная аазисимость быстро- Гу.се ты откачки от давления таких соединенных иасосоз показана М на рис. 2. Наибольшая зффек- Ц, тнаность откачки сохраняешься вплоть до давления 10-а мм ' ~ г, ст., и прн дазлении соколо В, 0-е мм рт. ст, может быть ~ ~70 йу " ГД йз г йу постигнут предельный азкууы, л ДадлЕнае, ггггРщ гт Обычные стандартные модели имеют быстроту откачки з пределах ог 20 до нескольких тысяч литров З минуту.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
