Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 73
Текст из файла (страница 73)
ст. н язз. та. Сзздмнзннз стзздзмнаго «оззз- Пря да На О М рт. Ст Н зз з бззззоа здзтэа с домзюью: ниже, В атях условнях предельное а — едясзза ереззздзз зрзмзтгедзззгз разряженна будет завясеть и от сечение; б — ыобрззиое егозлздзз. уровня охранного вакуума. Даль. нейшее улучшение вакуума, яая показано Фаркасом н Барри [276), см, также равд.
3 Д, 4), может быть получено при умеренном охлажленнн ( — 20' С) прокладок из эластомеров. При нспользованнн в качестве материала для прокладок фторисгых углеводородов (табл. 17) приходится применять другие конструкции соедн. пений. Попытки прнменнть в высоковакуумных соединениях прокладок из тефлона быдн стнмулнрованы его относительно низкой газопроннцаемостью н широким ннтервалом рабочнх температур. Из-за способности этого материала вытекать нз-под фланца прн наложении давления используют варианты соединений без ограннчення степеня компрессии (рис.
65, а). Тем не менее н в этом случае необходнмо определенное ограничение велнчнны давления, например, с помощью затягивания болтов через пружину. Используются также круглые кольцевые прокладки на основе каучука с тефлоповым покрытием. Такие прокладки сочетают упругие качества основы я антнфрнкционные свойства тефлона. Онн часто используются в соединениях, уплотняющих вращающийся зал. В некоторых типах соединений проблема текучести решается путем полного ограннчення движения прокладки.
Для канавки с прямоугольным поперечным сечением уплотнение получается, как это показано на рнс. 71, а, при компрессии прокладкн плот. но подогнанным фланцем. Достаточной язлнется 1Озб-ная степень компрес. син, но для этого требуются значительно ббльшие усилия, чем в случае резнновых прокладок. Зто уплотняющее усилие может быть уменьшено нарезкой на поверхностях фланцев концентрических гребешков и п роточек, как зго показано на рнс. 71, б. Из-за свойственной тефлону большой остаточной деформации прокладки нз него не восстанавливают сион начальные размеры. Остаточная деформацня особенно существенна после прогрева.
Однако есля отжитом прн 330' С снять оставшнеся после деформация отпечатка деталей н другие неровности поверхности прокладки, то онз может быть использована вновь (248). 274 4. Техника монтаиса вакуумных систем 3) Соединения с металлическими прокладками. Металлические прокладки используются для уплотнения в вакуумных системах с давлением ниже 1О-а мм рт.
ст., которые требуют обезгаживания при температурах около 400' С. Наиболее часто в качестве материала для прокладок используется бескислородиая медь, реже — алюминий илн золото. Иногда применяют индиевые прокладки, но низкая температура плавления индия (156'С) позволяет проводить лишь слабое обезгаживание. Обычно металлические прокладки по сравнению с эластомерами менее проницаемы для газов, однако требуют ббльшнх уплотияющих усилий и большей точности пря изготовлении деталей соединения.
Металлические прокладки редко используются повторно, что обусловлено относительной дороговизной соединений с такими прояладками. Эквивалентом колец из эластомеров яв- а гу Рас. уз. Соединения с проволочники иегаллнческиин дрокладканиг о — планерное. б — угловое. С гейлоноеой нро. «аневке, б — в фн Рас. тГ. Соединения кладкой: а — в пряиоуголыюй гурной канавке.
275 лаются металлические прокладки с круглым сечением, используемые в так называемых проволочных соединениях. Простейшие конфигурации таких соединений с двумя плоскими фланцами показаны на рис. 72. В этом слу. чае наиболее подходящей является индиевая црозолока, поскольку необходимая для нее деформации получается при сравнительно малых уплотняющих усилиях. Большие давления требуются для уплотнения соединений с алюминиевой проволокой, но вместе с тем этн соединения можно прогревать до 400' С. В процессе прогрева алюминий течет и прочно сцепляется с поверхностями фланцев нз нержавеющей стали. Этот эффект обусловлен фракционным разрушением пленки окисла иа поверхности.
Эти, так называемые цементированные соединения настолько проч. ны, что при последующем охлаждении выдерживают сжатие, обусловленное разницей в коэффициентах расширения материалов (2!5). Поскольку проволочные прокладки сжимаютсп на 80 — 85%, удовлетворительное уплотнение в этом случае получается для флаицев с шероховатостью поверхности даже до 0„6 мклг. Чтобы не допустить образования сплава И вЂ” Ге, температуру их не следует поднимать выше 400' С. Прокладки из золотой проволоки перед использованием в соединениях необходимо отжигать до пластического состояния. При применении их в соединениях с плоскими фланцами шероховатость поверхности Последних должна быть доведена до 0,2 мкм.
Чаще всего золотые уплотняющне прокладки используются в угловых соединениях (рис. 72, б). Типичные диаметры проволоки варьируются в пределах 0,5 — 1 мм, а степень их компрессии достигает приблизительно 50вй (размер а на рнс. 72, б). Рекомендуемый радиальный зазор (размер Ь на рнс. 72, б) равен' 25— 75 мкм. (248). Удовлетворительной считается шероховатость поверхности до 0,4 мкм. Соединения выдерживают многократный нагрев до 450' С без нарушения герметичности. Кроме углового, золотые проволочные прокладки применяются также и в соединениях с ограничительными кольцамн типа тех, что описаны Хорнлеком [277).
Гл. 2. Техника высокого вакуума Медные проволочные прокладки используются редко. Это объясняется тем, что иэ-за разницы в коэффициентах термического расширения меда н нержавеющей стали (материала фланцев) н процессе нагрева соединения в нем появляются течи. Однако уплотнение может быть сделано достаточно надежным при использовании фланцев с канавкой, ограничивающей текучесть металла прокладки. Пример такого соединения с медной проволочной прокладкой, выдерживающего прогрев до 450' С, описан Вилером )278). Для получения высоких уплотняющих давлений без необходимости приложения к фланцам чрезмерно больших усилий иногда используют металлические прокладки с фигурным попегг речным сечением.
Такие прокладки обычно выполняются из меди, В качестве примера из рис. 73 показано соединение со штампованной прокладкой. При компрессии ее узкая центральная часть вдавливается в тело. Но при этом необходимо добиться однородного риспределення и заданной величины у~лотняющего давления, например, затяжкой болтов о помощью ключа с регулирующим крутящим моментом. Увеличивая постепенно прикладываемое усилие, можно одну прокладку использовать многократно. Испробовав четыре прокладки с сечением, анзлогичным представленному на рнс. 73, Вилер и Карлсон )279) добились 35-кратного использования каждой из них.
Уплотняющее усилие по порядку величины соответствовало 350 кг на сантиметр периметра уплотнения. Достаточной оказалась шероховатость поверхности фланца около 0,8 мкм. Однако качество соединения сильно зависело от плоскостности фланцев ( < 25 мкм). Обзор свойств соединений с металлическими прокладками различного профиля и влияния на эти свойства температурных циклов дэн в работе (248). Рпде ютие Ямирсртера Рис. те. Сеедипеиии с плоскими метеллическимп прокледкеми пркмоуголыыго сечеллю и — ступенчатое, с лилорам1 З ступенчатое, с перекрытием; о — клиеоиидпое; е типе поп Р1е!.
Наиболее широкое применение повсеместно получили соединения, ис. пользующие сдвиговую деформацию плоского медного кольца прямоугольного поперечного сечения. Различные варианты конструкций соединений этого типа показаны на рис. 74. В ступенчатых соединениях типа а н б сдвиг проискодит приблизительно на половину исходной толщины про. кладки. В зависимости от того, происходит ли сдвиг в основном в вертикальном или горизонтальном направлении, эти два варианта яодразделпются на соединения с зазором н с перекрытием. Внлер и Карлсон )278) 4. Техника монтажа вакуумных систем ровели сравнительные испытэния для медных прокладок толщиной 1 им. хотя при контроле величины уплотняющего усилия н прн последовэтельном его увеличении проклэдхи можно было испольэовать несколько рэз, нэ прзктике это везть не рекомендуется.
Нэ рис. 74, е покэзэн еще один вариант конструкции соединения с плоскимн прокладками. Здесь уплотнение происходит нэ торцах конических выступов. Для ограничения глубины проникновения «ножей» необходимо точно коитролировэть усилие. Толщинэ медных прокладок взрьируется в пределах 0,25 — 1 мм, гол между боковой кромкой клина и нормалью к поверхности составляет — 45')248). Такая форма тупого клина необходима для обеспечения хорошего контакта между фланцами и прокладкой. Для уменьшения прилвгэемого усилия рекомендуется применять клинья с относительно малой шириной торца 10,! — 0,25 мм). Шероховатость поверхности доводится до 0,8 мкм [279).
Соединение типа Соп Р!з1 !рис. 74, г) также осуществляется вз счет вдавливания флэнцев с коническими выступами в медную прокладку !толщиной 2 мм я шириной около б мм) нз глубину от О,З до 0,4 мм !279). Если предползгэется повторное испольэовэние прокладки, то не следует уплотнять соединение до соприкосновения узоров, кзк это покэзэна из рис. 74, г. Хати и имеются сообщения об 22-крэтном ее использовэнин, однако реальным следует считать число 3 1279). В. Вводы в вакуумных конструкциях Непременным условием проведения всех вакуумных процессов, вклю. чэя осзждение тонких пленок, является передэчз в объем вакуумной камеры механического движения и электрического тока. Такая передача облегчается прн использовании спецнэльных вэкуумиых узлов, нззывэемых вводэмн. Они монтнру!отся нэ стенке вэкуумиого колпэкэ, йэ базовой плите нли съемном флзнце соответствующих рээмеров. Для уплотнения флэицев с вводами часто используются прокладки иэ злэстомеров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
