Презентация на тему: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ

Реклама. Продолжение ниже
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
1/15
Средняя оценка: 4.4/5 (всего оценок: 70)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (891 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ

Ряд физических и химических методов получения пленочных наноматериалов требуют использования вакуума (разреженное состояние газа, при котором давление газа в рабочем замкнутом герметичном объеме ниже атмосферного), см. табл. 1. Поэтому в производстве пленочных наноматериалов важное место занимает вакуумная техника, обеспечивающая откачку газов в рабочих камерах технологических установок до определенного давления Р (которое определяет степень вакуума).

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
2

Слайд 2: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ

Основные понятия вакуумной техники

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
3

Слайд 3: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ

Основные понятия вакуумной техники Низкий вакуум ( Р > 10 2 Па ) характеризуется соотношением  << d. Молекулы при этом испытывают преимущественно постоянные столкновения друг с другом. При столкновении со стенками камеры молекулы газа удерживаются на них, т. е. адсорбируются (в условиях низкого вакуума на стенках камеры постоянно имеется слой адсорбированных молекул). Высокий вакуум ( Р = 10 – 2  10 – 7 Па ) характеризуется соотношением  >> d. Средний вакуум ( Р = 10 2  10 – 2 Па ) характеризуется тем, что средняя длина свободного пути молекул  приблизительно равна характерному размеру камеры (   d ). При этом возможны траектории движения молекул, частично присущие условиям низкого, а частично высокого вакуума.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
4

Слайд 4: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ

Основные понятия вакуумной техники Влияние степени вакуума на рост нанопленок : 1). Если вакуум не достаточно высокий, заметная часть частиц, летящих из источника потока, встречает молекулы остаточного газа и в результате столкновения с ними рассеивается, т. е. теряет первоначальное направление своего движения и не попадает на подложку. Это существенно снижает скорость нанесения пленки. 2). Остаточные газы в рабочей камере, поглащаемые растущей на подложке пленкой в процессе ее роста, вступают в химические реакции с наносимым веществом ( хемосорбируются ), что ухудшает электрофизические параметры пленки (повышается ее сопротивление, уменьшается адгезия, возникают внутренние напряжения и др.). Таким образом, чем выше вакуум и чем меньше примеси активных газов в остаточной атмосфере вакуумной камеры, тем слабее их отрицательное влияние на качество наносимых нанопленок, а также на производительность процесса.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
5

Слайд 5: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Процесс нанесения нанопленок в вакууме состоит в создании (генерации) потока частиц, направленного в сторону обрабатываемой подложки, и последующей их конденсации (с образованием тонкопленочных слоев на покрываемой поверхности). В соответствии с этим вакуумные установки для нанесения нанопленок (несмотря на многообразие их назначения и конструктивного оформления) состоят из следующих основных элементов: 1) источника генерации потока частиц осаждаемого материала; 2) вакуумной системы, обеспечивающей требуемые условия для проведения технологического процесса; 3) транспортно-позиционирующих устройств, обеспечивающих ввод подложек в зону нанесения нанопленок и их ориентирование относительно потока частиц наносимого материала. Вакуумные установки

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
6

Слайд 6: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Основным элементом вакуумных систем для получения пленочных наноматериалов являются вакуумные насосы. ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ предназначены: 1) для создания требуемого вакуума в камерах установок, а также 2) для поддержания рабочего давления при проведении технологического процесса. Широкое применение в вакуумных установках находят: – механические роторные форвакуумные насосы; – механические турбомолекулярные высоковакуумные насосы; – струйные паромасляные (диффузионные) высоковакуумные насосы; – криогенные (конденсационные) высоковакуумные насосы. Ни один из указанных насосов не может самостоятельно обеспечить откачку от атмосферного давления (10 5 Па) до высокого вакуума (10 –5 Па и ниже) по следующим причинам: во-первых, из-за различия насосов по условиям (параметрам) откачки. во-вторых, из-за избирательности насосов по отношению к различным газам, входящим в состав воздуха. Для создания широко используемого технологического вакуума (10 –5 Па) включают каскадно несколько насосов различных типов. Вакуумные системы и вакуумные насосы

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
7

Слайд 7: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

1. Низковакуумные насосы – вакуумные насосы, предназначенные для понижения давления в откачиваемой системе и создающие и поддерживающие давление, характерное для низкого вакуума ( Р > 10 2 Па). 2. Форвакуумные насосы – вакуумные насосы, работающие на ступени давления откачиваемой системы, характерного для среднего вакуума ( Р = 10 2  10 –2 Па), и преимущественно поддерживающие давление Р <10 –1 Па, в т.ч. поддерживающие давление в выходном сечении другого насоса более высокого вакуума ( Р ~ 10 –1 Па), при котором последний может обеспечивать заданные параметры откачки. 3. Высоковакуумные насосы – вакуумные насосы, работающие на ступени самого низкого давления ( Р = 10 –6  10 –7 Па) откачиваемой системы (состоящей из двух или более последовательно соединенных насосов), и преимущественно поддерживающие Р <10 –5 Па. Виды вакуумных насосов по степени (глубине ) вакуума

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Группы вакуумных насосов по откачивающему действию ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ 1. Механические (вращательные) 2. Струйные 1.1. Роторные безмасляные 1.2. Роторные с масляным уплотнением 1.3. Двухроторные 1.4. Турбомолекулярные 2.1. Эжекторные водоструйные 2.2.Эжекторные пароводяные 2.3. Диффузионные паромасляные 3. Конденсационные 3.1. Криогенные Рис. 1 Классификация вакуумных насосов по откачивающему действию

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
9

Слайд 9: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Откачивающее действие вакуумных насосов (механизм вытеснения газа из рабочей камеры) Механические (роторные) –за счет периодического изменения объема газа в рабочих частей насоса, вызываемого механическим вращением. Эжекторные (водоструйные) – за счет увеличения давления газового потока, вызываемого водяной струей высокого напора. Диффузионные (паромасляные) – за счет диффузии молекул откачиваемого газа в области струи паров масла, вызванной большим перепадом их парциальных давлений. Криогенные – за счет поглощения газа сильно охлажденной поверхностью (жидкого водорода)

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
10

Слайд 10: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Основные параметры вакуумных насосов: 1) наибольшее давление запуска – это наибольшее давление во входном патрубке, при котором насос начинает нормально работать, т. е. откачивать подсоединенную вакуумную камеру. Имеются два типа вакуумных насосов по этому параметру ( не нуждающиеся и нуждающиеся в предварительном разрежении); 2) наибольшее выпускное давление – это наибольшее давление в выходном патрубке, при котором насос еще может выполнять откачку (т. е. при превышении которого откачка прекращается). Для механических форвакуумных насосов оно превышает атмосферное, а для насосов, требующих предварительного разрежения, приблизительно равно наибольшему давлению запуска; 3) предельное остаточное давление – это наименьшее давление, которое может быть создано данным насосом при закрытом входном патрубке ( параметр поддержания вакуума ); 4) производительность – это объем газа, откачиваемый в единицу времени (м 3 /ч или л/с) при данном давлении на входе в насос (в сечении входного патрубка).

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
11

Слайд 11: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

1) вакуумные насосы, не требующие предварительного разряжения. Наибольшее давление их запуска равно атмосферному: Р макс = 10 +5 Па (механические форвакуумные). 2) вакуумные насосы, требующие для работы предварительного разрежения. Предварительное разряжение (обычно Р макс = 10 –1 –10 –2 Па) создается дополнительным насосом, называемым насосом предварительного вакуума (механическим форвакуумным). Насос предварительного вакуума присоединяют впускным патрубком к выпускному патрубку насоса, нуждающегося в предварительном разрежении. Типы вакуумных насосов по наибольшему давлению запуска Выбор вида вакуумного насоса ( для поддержания вакуума при обеспечении заданного процесса ) определяется: – рабочим диапазоном давлений насоса; – предельным давлением насоса; – производительностью откачки насоса (в заданном диапазоне). Рассмотрим краткую характеристику механических и диффузионных насосов.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
12

Слайд 12: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Р аботают в области среднего вакуума. Их применяют в вакуумных установках для создания вакуума около 10 –1 Па при быстроте действия ~ 8–80 л /c. Наибольшее распространение получили пластинчато-роторные механические насосы с масляным уплотнением (рис. 2). Процесс откачки основан на механическом всасывании и выталкивании газа вследствие периодического изменения двух полостей рабочей камеры, образуемой цилиндром и движущимися частями насоса – ротором и пластинами. В цилиндре 3 вращается в направлении, указанном стрелкой, эксцентрично установленный ротор 4. В прорези ротора помещены пластины 5, которые пружинами 6 прижимаются к поверхности цилиндра 3. При вращении ротора пластины скользят по поверхности цилиндра. Полость, образованная цилиндром, ротором и торцевыми крышками, делится пластиной на полости А и Б. При вращении ротора объем полости А периодически увеличивается и в нее поступает газ из откачиваемой системы. Объем полости Б периодически уменьшается, в ней происходит сжатие газа, и сжатый газ выбрасывается через клапан 1. Рис. 2. Схема механического (пластинчато-роторного) форвакуумного насоса: 1 – клапан выхлопной; 2 – патрубок входной; 3 – цилиндр; 4 – ротор; 5 – пластина; 6 – пружина Механические форвакуумные насосы

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
13

Слайд 13: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Диффузионные паромасляные насосы Являются наиболее распространенным высоковакуумным средством откачки и позволяют создавать вакуум до 10 –6 Па. Трехступенчатый диффузионный паромасляный насос (рис. 3 ) имеет цилиндрический корпус 12, охлаждаемый холодной водой, протекающей по змеевику 2. Входной патрубок 1 в верхней части корпуса служит для присоединения насоса к откачиваемому объему. Выпускной патрубок 3 расположен в нижней части корпуса, которая представляет собой кипятильник, куда заливается масло 5, подогреваемое снаружи электро-нагревателем 4. Паропроводы 6, 7, 8 расположены в корпусе насоса и заканчиваются зонтичными соплами 9, 10, 11. При включении насоса рабочая жидкость (специальное масло) нагревается в кипятильнике, образовавшиеся пары поднимаются по паропроводам 6, 7 и 8, проходят по паропроводам вверх и с большой скоростью выбрасываются в виде струй через (направленные под углом к охлаждаемой стенке насоса) сопла 11, 10 и 9 соответственно первой, второй и третьей ступеней. Молекулы откачиваемого газа диффундируют в струи пара первой ступени и вместе с ними направляются на охлаждаемые водой стенки насоса. При этом пары масла конденсируются и образовавшиеся капли стекают в кипятильник. Так обеспечивается непрерывная циркуляция рабочей жидкости в насосе. Увлеченный струёй пара газ выбрасывается в основном вниз, последовательно диффундирует в струи пара второй и третьей ступеней и выбрасывается через выходной патрубок 3. Рис. 3. Схема диффузионного паромасляного трехступенчатого насоса: 1 – присоединительный фланец; 2 – змеевик водного охлаждения; 3 – выпускной патрубок; 4 – электронагреватель; 5 – масло; 6, 7, 8 – паропроводы первой, второй и третьей ступеней; 9, 10, 11 – сопла третьей, второй и первой ступеней; 12 –корпус; 13 – направление откачки

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
14

Слайд 14: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Паромасляные диффузионные насосы не работают: – без предварительного механического насоса (подсоединяемого к их выходному патрубку и обеспечивающего предварительное разрежение); – без водяного охлаждения кожуха (прекращение подачи воды в водяную рубашку может привести к перегреву насоса и сгоранию масла, а следовательно, к нарушению нормальной работы). Недостаток диффузионных паромасляных насосов – возможность попадания в откачиваемый рабочий объем молекул масла (за счет пролета в паровой фазе или миграции по стенкам вакуумных трубопроводов), которые оседают на подложках и загрязняют наносимые нанопленки. Поэтому такие насосы применяют в технологических вакуумных установках только в сочетании с ловушками паров масла. ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
15

Последний слайд презентации: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ: ВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ВАКУУМНЫЕ УСТАНОВКИ Рис. 4. Схема вакуумной установки периодического действия: 1 – преобразователь манометрический ПМИ-2; 2 – высоковакуум-ный клапан; 3 – насос вакуумный паромаслянный; 4 – клапан напуска воздуха в рабочую камеру; 5 – рабочая камера; 6 – пре-образователь манометрический ПМТ-2; 7 – баллон; 8 – испаритель; 9 – подложка; 10 – вентиль откачки баллона; 11 – вентиль откачки рабочей камеры; 12 – насос вакуумный механический; 13 – блок управления Вакуумн ые установки периодического действия для нанесения нанопленок (рис. 4) имеют только одну рабочую камеру, в которой периодически проводятся все стадии технологического процесса: загрузка обрабатываемых подложек, откачка рабочей камеры, предварительная обработка подложек (нагрев, очистка), нанесение нанопленки, напуск воздуха до атмосферного давления, выгрузка подложек. Такие установки наиболее распростра-нены в промышленности, так как они просты по конструкции, легко переналаживаются и довольно дешевы. К нанопленкам, наноси-мым на этих установках, предъявляют невысокие требования по уровню воспро-изводимости технических параметров.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже