Необходимость применения масляных и безмасляных систем откачки. Какие типы вакуумных насосов можно применять для безмасляной откачки.

Оглавление

1. Компоновки вакуумных камер и вакуумных систем в зависимости от назначения. Приведите примеры.(Страница 3)

2. Необходимость применения масляных и безмасляных систем откачки. Какие типы вакуумных насосов можно применять для безмасляной откачки. (Страница 7)

3. Стали в вакуумно-плазменных системах. Достоинства и недостатки сталей. Наиболее распространённые марки сталей, применяемые в вакуумных системах. (Страница 8)

4. Применение полимеров в вакуумно-плазменных системах. Достоинства и недостатки различных видов полимеров. (Страница 13)

5. Применение резины в вакуумно-плазменных системах. Типы резин, применяемых в вакуумных системах. Их основные свойства. (Страница 15)

6. Применение керамики и стекла в вакуумно-плазменных системах. (Страница 18)

7. Газовыделение с поверхности в высоковакуумных системах. Меры для снижения газовыделения. (Страница 22)

8. Основные типы соединений в вакуумно-плазменных системах (условным проходом менее DN40). Особенности их применения. (Страница 23)

9. Основные типы соединений в вакуумно-плазменных системах (условным проходом более DN40). Особенности их применения. (Страница 25)

10. Высоковакуумные соединения с резиновыми уплотнениями. Основные типы и особенности применения. (Страница 27)

11. Высоковакуумные и сверхвысоковакуумные соединения с металлическими уплотнениями. Применяемые материалы и особенности применения и работы. (Страница 34)

12. Основные типы и способы соединений металлических трубок в вакуумно-плазменных системах. Характеристики и параметры работы. (Страница 38)

13. Основные типы соединений полимерных трубок в вакуумно-плазменных системах. Особенности работы соединений. (Страница 49)

14. Особенности сварки металлов в высоковакуумных системах. Принимаемые меры для снижения поводок конструкций. (Страница 50)

15. Особенности построения форвакуумных магистралей высоковакуумных систем. Проводимость магистрали и изгибающие моменты. (Страница 57)

16. Применение сильфонов при проектировании форвакуумных систем. (Страница 58)

17. Измерение микротвёрдости. Методика, обозначения, сфера применения. (Страница 61)

18. Способы нагрева деталей в вакуумно-плазменных технологиях. (Страница 63)

19. Применение потенциала смещения в технологии осаждения покрытий. Влияние на скорость осаждения и структуру покрытия. (Страница 65)

20. Влияние температуры подложки при осаждении покрытий. Способы нагрева деталей в технологическом процессе. (Страница 67)

21. Особенности применения МРС. Достоинства и недостатки метода. (Страница 69)

22. Особенности применения вакуумно-дуговых испарителей. Достоинства и недостатки метода. (Страница 77)

23. Особенности применения ЭЛИ. Достоинства и недостатки метода. (Страница 80)

24. Особенности применения резистивных испарителей. Достоинства и недостатки метода. (Страница 82)

1. Компоновки вакуумных камер и вакуумных систем в зависимости от назначения.
Приведите примеры.

Желтым выделены основные тезисы для написания в билете, остальное для прочтения и устного ответа

Виды вакуумных камер

Вакуумные камеры представлены в огромном разнообразии форм и размеров, ограниченной только их назначением и инженерной практичностью. Вакуумные камеры – это элементы вакуумной системы, предназначенные для создания определенных условий для технологических процессов, исследований и испытаний в вакууме.

В зависимости от целей применения вакуумные камеры могут быть:

· цилиндрическими,

· сферическими,

· коробчатыми,

· D-образными.

D-образная	коробчатая	цилиндрическая 1	цилиндрическая 2	сферическая

Цилиндрические вакуумные камерыполучил наибольшее распространение в вакуумном оборудовании. Такая форма является наиболее совершенной с точки зрения прочности, простоты изготовления, минимального числа сварных и паяных швов и экономии материала. В зависимости от технологических требований они имеют вертикальную или горизонтальную компоновку.

Сферические вакуумные камеры имеют все преимущества цилиндрических, но превосходят их по устойчивости; однако сложность изготовления ограничивает их широкое применение. Сферическая вакуумная камера как правило изготавливается для оптических приложений и лабораторных исследований, для получения сверхвысокого вакуума и является самой дорогой из всех типов вакуумных камер. Особое внимание в сферических камерах уделяется точности направления осей привариваемых фланцев.

Коробчатые и D-образные вакуумные камеры менее удобны в изготовлении, более металлоемки и требуют дополнительных ребер жесткости, которые располагаются снаружи. Преимуществом данных камер является возможность более рационального расположения оборудования внутри камеры, что особенно важно для реализации различных технологических процессов нанесения тонкопленочных покрытий.Удобство загрузки обеспечивается фронтальной дверью, при открытии которой обеспечивается доступ ко всему объёму вакуумной камеры.

Компоновка

Компоновка вакуумной камеры зависит от конкретного ее применения и технологического процесса.При проектировании вакуумной камеры необходимо учитывать рабочее и остаточное давления в вакуумной камере. От значения давления зависит, прежде всего, выбор системы фланцев и уплотнений. Если предполагается работать в условиях высокого и среднего вакуума, когда остаточное давление выше 1e-6 торр, обычно применяются эластомерные уплотнения и стандартные фланцы систем ISO-F, ISO-K и ISO-KF. При более низких давлениях, в диапазоне сверхвысокого вакуума, необходимо переходить на металлические уплотнения и стандарт ISO-CF, а стенки вакуумной камеры необходимо подвергать электрополировке.

Для правильного выбора расположения и конструкции фланцев откачной системы, а также для оптимизации газовых потоков в процессе откачки, необходимо учитывать требования к откачной системе.

Необходимо провести расчет на прочность конструкции. Для минимизации затрат на материалы и изготовление вакуумной камеры в процессе проектирования проводится ряд проектных и поверочных прочностных расчетов. Ошибка в расчете приведет к неправильному выбору толщины стенки и конструкции вакуумной камеры, что может обернуться полной утратой работоспособности всей установки или к длительному поиску течей и ремонту.

Для ионно-плазменных применений в вакуумной камере должны быть продуманы целесообразность использования, размеры, количество и размещение:

· плазменных устройств (протяженный магнетрон или ионный источник, цилиндрический магнетрон или ионный источник, система электронно-лучевого нанесения покрытия);

· подложкодержателя (вращающийся, неподвижный, со сложным движением, какое количество подложек должно размещаться в камере согласно ТЗ);

· система дополнительного нагрева. Для работы со сверхвысоким вакуумом камеры необходимо оснащать нагревательными системами, позволяющими разогревать стенки вакуумной камеры до температур порядка 300 – 400 °C и поддерживающими такую температуру на протяжении нескольких десятков часов;

· система контроля толщины покрытия;

· система подачи смещения на образцы;

· количество, тип и размер фланцев для форвакуумной и высоковакуумной откачки, присоединения средств измерения и контроля необходимых параметров (вакуум, температура, толщина покрытия, смещение), вводов вращения;

· рубашка охлаждения вакуумной камеры. В зависимости от назначения установки, вакуумные камеры могут оснащаться системами охлаждения различной конструкции. Проще всего просто опаять снаружи камеру медными трубками, однако, такая система охлаждения наименее эффективна. В случае, когда во время рабочего процесса в вакуумной камере выделяется большое количество теплоты, применяют камеры с двойными стенками, между которыми протекает охлаждающая жидкость. Такое решение наиболее эффективно с точки зрения охлаждения, но и самое дорогое.

Примеры

1.Aspira-150 компании Изовак. Обратите внимание на шлюзовую компоновку вакуумной камеры, ее возможности.

Компоновки вакуумных камер

Примеры подложкодержателей

Необходимость применения масляных и безмасляных систем откачки. Какие типы вакуумных насосов можно применять для безмасляной откачки.

Желтым выделены основные тезисы для написания в билете, остальное для прочтения и устного ответа