Основни познания за вакуума

Основни познания за вакуума

IKS PVD, pvd производство на вакуумни покрития оборудване, свържете се с нас сега, за да получите повече подробности за вакуум покритие.

,

Техниките за физично отлагане на пари (PVD), като изпаряване, разпрашване и отлагане на йони, могат да се осъществяват само при условия на вакуум.

Подготовката на съвременните тънкослойни материали, независимо дали технологията за физично отлагане на пари (PVD) или технологията за химическо наслояване на пари (CVD), включва газово фазово производство, транспортиране, реакция, кондензация, отлагания и други процеси при вакуумни условия. Поради това в тази статия е представено накратко основните знания за вакуума, участващи в приготвянето на тънки филми.

Основни познания за вакуума

Използвайки външна сила за отстраняване на газовите молекули в определено затворено пространство, така че налягането в пространството да е по-малко от едно атмосферно налягане, тогава физическото състояние на газа в пространството се нарича вакуум.

През 1643 г. известният експеримент на Torricelli за атмосферното налягане разкрива за пръв път съществуването на вакуум, ниско налягане, тънко физическо състояние на газа и получава определението за атмосферно налягане (налягането, генерирано от 76 милимола живачна колона се определя като 1 атм) и основата за измерване на вакуума.

Степента на вакуума е представена от налягането на газа, а началната единица на степен на вакуум е mmHg (1 atm = 760 mmHg).

През 1958 г. в памет на Торицели първите четири букви от името му Torr се използват за заместване на mmHg като единица на вакуум степен (1 torr = 1 mmHg).

Използвана е и системата от сантиметри-грам-секунда (CGS), като бара е единицата (1bar = 1 x 105Pa) и по-често mbar (1mbar = 100Pa).

Понастоящем, с напредъка на стандартизацията, постепенно преобладава международната система от единици (SI система, а именно MKS системата), а степента на вакуум отнема Pa като единица (1атм = 1.013 * 105Pa).

Не забравяйте, че вакуумът в скоби обикновено се превръща в единици, а майка няма да се притеснява да се объркам от различните единици в литературата.

Получаване на вакуум

Например, когато пиете напитка чрез слама, принципът е, че изсмукваме въздуха в сламата и създаваме вакуум вътре в сламата (налягането в сламата е по-малко от външното атмосферно налягане). Под действието на разликата в налягането, натискаме напитката в кутийката в устата си през сламата.

По подобен начин при подготовката на съвременните тънкослойни материали вакуумът, който се изисква, може да бъде "изсмукан" далеч от въздуха, депозиран в помещението, чрез устройство, което наричаме вакуумна помпа.

Съгласно принципа на работа на вакуумната помпа тя може да бъде разделена на две категории: помпа за транспортиране на газ (газът се вдишва постоянно и се изпуска от вакуумната помпа за постигане на целта на отработените газове) и помпата за улавяне на газ (използвайки активен въглен и други вдлъбнатини и устройство със студен източник, което да бъде изсмукано от газови молекули в помпеното пространство). Според диапазона на работното налягане на вакуум помпата може да се раздели на първия етап на помпата (високо начално налягане) и след етапа на помпата (ниско начално налягане).

Появата и вътрешната структура на механичната помпа с въртящи се лопатки е показана на фигура 1. Това е вид помпа за транспортиране на газ, която може да работи директно от атмосферното налягане. Това е често използвана предна помпа.

Фигура 1 Пояснение на механичната помпа и диаграма на вътрешната структура

Работният принцип на механичната помпа е да се използва въртенето на ротора на механичните движещи се части върху ексцентричното колело, за да се постигне целта на всмукване-компресия и изгорелите газове, както е показано на фигура 2 (сивите точки на фигурата представляват въздуха ).

Фиг. 2 схематична диаграма на принципа на работа на механичната помпа

Турбомолекулната помпа е вид помпа с висока надморска височина, генерирана от съвременна вакуумна технология за изискванията за среда без масло и висока вакуум. Това е вид помпа за транспортиране на газ. Въпреки това първоначалното му работно налягане трябва да бъде по-малко от 1 Pa. Появата и вътрешната му структура са илюстрирани на фигура 3.

Фиг. 3 външен вид и вътрешна структура на турбинната молекулярна помпа

В молекулярната помпа на турбината са разположени многостепенни ротори и статори с различни ротори и статори, а скоростта на ротора е до 20000 ~ 60000k r / min. Газовите молекули, транспортирани от горната острие, ще бъдат допълнително компресирани към долната част под действието на долната част на перката, т.е. кинетичната енергия непрекъснато се прехвърля към газовите молекули чрез сблъсък и газовите молекули ще бъдат компресирани и разредени стъпка по стъпка след като е надарен с кинетична енергия, както е показано на ФИГ. 4.

Фиг. 4 работен принцип на турбинната молекулярна помпа

Заслужава да се отбележи, че в процеса на подготовка на филма, не управлявайте директно молекулярната помпа, защото в условията на ниска вакуум (повече атмосферни молекули) молекулярна помпа нож е лесно да се поврежда, е установено от шефа критикувани малки, в случай, че молекулярната помпа се спука на свой собствен не може да бъде икономически ефективна. Затова е важно да запомните да отворите механичната помпа и друга предварителна помпа, за да получите известна степен на вакуум преди да работите с молекулярна помпа.

Измерване на вакуум

За да се разбере степента на вакуум (въздушното налягане) в камерата за отлагане в реално време, е необходим вакуум (вакуум) за приготвянето на филма.

Съгласно принципа на измерване на степента на вакуум, той може да бъде разделен на абсолютен вакуум (директно да се определи стойността на налягането в определено пространство) и относителния вакуум метър (първо се измерват други физически количества, свързани с налягането, след преобразуване, за да се получи стойността на налягането ). Тъй като вакуумният манометър е лесен за измерване, той често се използва за измерване на степента на вакуум на отлагането на филма.

Както бе споменато по-горе, вакуумната помпа има строги изисквания за вакуумния работен диапазон, по подобен начин, различни степени на вакуум, трябва да се използват различни измерватели на вакуум за измерване.

Вакуумният манометър Pirani често се използва за ниско вакуумно измерване, което е подобрена форма на термодвойка вакуум габарит. Фиг. 5 е схематична диаграма на принципа на работа. В тръбата има два комплекта филаменти. Когато двете групи нажежаема жичка се захранват и загряват, скоростта на разсейване на топлина върху нишките също е различна поради разликата в тънкостта на околния въздух. Следователно съпротивлението на двете групи нишки ще бъде различно поради разликата в температурата, а токът, протичащ през нишката, също ще се промени. Поради фиксираното налягане на въздуха в еталонния край температурата, съпротивлението и тока на нишката на еталонната секция остават непроменени, така че степента на вакуум в кухината, която трябва да бъде измерена, може да се получи чрез сравняване.

Фиг. 5 схематична схема на принципа на работа на вакуумния манометър на пирани

Полето за измерване на висок вакуум използва йонизиращ вакуум метър, който трябва да се използва заедно с пирани и други нискодокулумни метри. Вакуумният габарит на йонизацията се състои главно от три електрода: катод (нишка), анод и йонен колектор. Неговият принцип на работа е показан на фигура 6. Електроните, излъчвани от горещия катод, се ускоряват до мрежата, сблъскват се и йонизират молекулите на газа по пътя си. Когато електроните се предават за ускоряване и забавяне, те в крайна сметка ще бъдат захванати от изтриването на полюсите. В процеса на трептене на електронните колебания, газовите молекули ще се йонизират непрекъснато, а газовите йони ще летят до йоните за събиране на йони, за да образуват електрическа верига. В случая на постоянен излъчващ катод ток и фиксиран тип газ, интензивността на йонния ток ще зависи само от налягането на йонизирания газ, а степента на вакуум в стаята за отлагане може да се преобразува от интензитета на йонния ток.

Фиг. 6 схематична диаграма на принципа на работа на вакуумния манометър за йонизация

Чрез въвеждането на тази статия ние вярваме, че имаме най-основното разбиране за дефинирането на вакуума, преобразуването на различните единици и придобиването и измерването на вакуума.