'

Титул

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Физические основы электронной техники Курс лекций: Основы Вакуумной Техники 2 лекция Типовые вакуумные технологии Деулин Евгений Алексеевич Титул МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.Э. БАУМАНА


Слайд 1

Цели и структура курса ОВТ: Изучение задач и целей курса, структуры и формы изучения материала курса. Углублённое изучение молекулярно-кинетической теории газов, изучение физических процессов в вакууме, принципов работы насосов, манометров, течеискателей, газо анализаторов, типовых схем вакуумных систем . Изучение типовых технологических процессов начинается с углубленного рассмотрения методов откачки: штенгельной и бесштенгельной откачки. Вторая часть курса создаёт у студентов навыки конструирования элементной базы внутрикамерных устройств. Анализируются компоновка вакуумных установок по шлюзованию, степени непрерывности процессов, принципам межоперационной транспортировки. Изучаются элементы камер: фланцы, окна, токовводы, вводы движения, манипуляторы, шлюзы. Затем следует изучение методов термовакуумной обработки с учетом газопроницаемости, адсорбции, и десорбции газов,


Слайд 2

Цели и структура курса ОВТ: . Полученные навыки закрепляются шестью тестами рубежного контроля. Лабораторные работы подкрепляющие курс включают изучение насосов и манометров, быстроты откачки, методов течеискания, масс-спектрометрии. Использование курса В 7 семестре студенты выполняют курсовой проект по «Основам вакуумной техники», целью которого является проверка инженерных навыков и уровня практических знаний в области вакуумной техники. Курс «ОВТ» будет использоваться при выполнении курсовых проектов не только по «Основам вакуумной техники» но и в курсовых проектах : «Основы электронных технологий», «РИК оборудования».


Слайд 3

Разделы курса ОВТ: 1) молекулярно-кинетическая теория ; 2) физические процессы в вакууме, деление вакуума по степеням, критерии для оценки степени вакуума ; 3)принципы работы насосов, манометров, течеискателей, анализаторов остаточной газовой среды, 4) типовые схемы вакуумных систем, 5) основные зависимости для стационарной и нестационарной вакуумных систем, расчёт времени откачки 6)Элементная база вакуумной техники, основы конструирования, 7) типовые конструкции и структура построения вакуумных систем различного технологического назначения. Лабораторные работы включают: изучение насосов изучение манометров, измерение быстроты откачки, изучение методов течеискания, изучение методов масс-спектрометрии. Изучение методов вакуумной диагностики на примере ТМН


Слайд 4

Рекомендуемая литература 1.Розанов Л.Н. Вакуумная техника. Учебник для высшей школы, 3-е издание, М.- “Высшая школа”, 2007, 391 с. 2. Пипко А.И. и др. Конструирование и расчёт вакуумных систем. М., Энергия, 1970.504с. 3. Вакуумная техника: Справочник. Под редакцией Е.С. Фролова, В.Е. Минайчева. М., Машиностроение, 1992. (Примечание: Конструкции элементов вакуумных систем, представленные в справочнике не рекомендуется для использования при курсовом проектировании) 4.. Механика и физика точных вакуумных механизмов / Под редакцией проф. Е.А. Деулина, т.1.- Владимир, Владим. Гос. Университет, 2001.- 176 с. 5. Механика и физика точных вакуумных механизмов / Под редакцией проф. Е.А. Деулина, т.2.- М. «Интелвак-Вакууммаш» , 2002.- 152 с. 6. Е.А. Деулин, О.А.Румянцева Конспект лекций по Основам Вакуумной Техники на английском языке, МГТУ, 1997г., 67с. 7. Ю.А.Хруничев Е.А.Деулин Э.П.Амосова Расчёт передач движения в вакуум, М., МГТУ.,. !977г. 55 с. 6. Машиностроение. Энциклопедия (в 40 томах). т. 111-8, (Под ред. проф. Ю.В. Панфилова) часть 8.1.5.- М., «Машиностроение», 2000.-с.273-292 7. Руководство к выполнению расчетной части курсовых и дипломных проектов / Учебное пособие для студентов вечернего факультета. – М.:МВТУ, 1985. – 60 с. 8. Целевые механизмы вакуумного технологического оборудования / Атлас типовых конструкций/ Е.П. Аршук, А.И. Беликов, Е.А.Деулин и др. – МГТУ, 1998 . – 68 с.


Слайд 5

Понятие вакуум Вакуум - газовая среда с давлением ниже атмосферного (P<Pатм), которая используется в вакуумной технике: Международная единица - 1 Па (Паскаль) 1 Па =1 Н*м –2 = 1 кг* м * с-2 * м-2 Внесистемная единица – 1 Тор 1 Тор = 1мм .рт. ст. = 0,001 м 13590 кг*м-3 *1 м 2 9,8 м * с –2 1 м-2=133,3 Н*1м-2 1Тор = 133,3 Па 1 Па = 0,0076 тор Согласно ГОСТ 8.417-81: 1Па=1Н/м2; 1бар=105Па [Н/м2] = 750 мм рт. ст. =750 тор; 1тор=133,3Па.


Слайд 6

Некоторые единицы измерения давления, принятые в мировой практике


Слайд 7

Основные единицы измерения давления, принятые в мировой практике    


Слайд 8

Использование вакуума в рутинных и модернизируемых технологиях ЭВП (расширим знания курса ФОЭТ)


Слайд 9

Использование вакуума в рутинных технологиях откачки ЭВП ( P= 10-0 - 10-4 Pa) (вспомним курс ФОЭТ)


Слайд 10

Использование вакуума в рутинных и модернизируемых технологиях ЭВП (расширим знания курса ФОЭТ) Схема карусельной откачной машины (машины со средним вакуумом, Р=100-10-1 Па): 1- откачиваемые ЭВП; 2-кулачок управления клапанами; 3-клапан; 4-подвижный диск золотника; 6-механический насос; 7-карусель с Роликами; 8-улита поворотно-фиксирующего механизма; (ПОМ); 9-ось; 10-двигатель привода карусели; 11-манометр.


Слайд 11

Условные обозначения насосов (начало таблицы)


Слайд 12

Условные обозначения насосов (продолжение)


Слайд 13

Условные обозначения элементов вакуумопроводов


Слайд 14

Использование вакуума в современных технологиях


Слайд 15

Использование вакуума (10-3 Па) в технологии сварки . 1.7 The diagram of the electron beam welding carousel installation: 1- electron gun; 2- spindle with the detail being worked; 3- drive of the spindle vertical transference; 4- rotation motion feedthrough; 5- motor of the spindle rotation; 6- cross wheel for periodical carousel turning (rotation); 7- rotation motion feedthrough.


Слайд 16

Использование вакуума (10-5 Па) в технологии Электронной литографии Еlectron beam lithography installation based on a hydro drive: 1- work chamber; 2- sluice chamber; 3- light-emitting diodes of raster coordinate counting system; 4- cross pilot-bearing of the coordinate table; 5- hydro drive of cross transference; 6- pilot-bearing of the coordinate table; 7- hydro drive of the coordinate table transference; 8- manual drive of the samples feeder; 9- drive of the gate; 10- drive of the storage drum.


Слайд 17

Использование вакуума (10-4 Па) в технологии нанесения тонких плёнок Схема установки УВН-73П-2: 1- the arm of the manipulator for the samples loading into vacuum chamber; 2- storage drum; 3-sluice chamber; 4-working drum; 5- vacuum chamber; 6- drive of the arm; 7- gate; 8- evaporator; 9- carrousel ; 10- evaporator screen; 11- gear wheel of working drum; 12,13- the drives of the carrousel and the drum.


Слайд 18

Использование вакуума (10-4 Па) в технологии нанесения тонких плёнок 1.2a The view of the internal vacuum chamber mechanisms of the thin films coating installation manufactured by Balzers Company[1]: 1-evaporators screens; 2- working drums, 3- drums rotation drive; 4-carrousel.


Слайд 19

Использование вакуума (10-4 Па) в технологии выращивания монокристаллов Installation based on Chockhralsky method: 1- touch-string of a monocrystal; 2- harmonic drive for the monocrystal touch-string transference; 3- nut-screw drive; 4- drive of the fast touch-string transference; 5-drive of the touch-string rotation; 6- motor of the touch-string transference; 7- motor of the touch-string rotation.


Слайд 20

Использование вакуума (10-9 Па) в технологии МЛЭ Installation of molecular beam epitaxy: 1,2,3- evaporators; 4- the carrier with the sample; 5,6,7- the screens of the evaporators; 8- linear motion feedthrough for the carrier transference; 9- the samples magazine; 10-the carrier drive; 11- sluice chamber. Fig. 1.11 The general view of the analytical installation of Riber Co.[8]: 1- two freedom degree magnet vacuum manipulator; 2- sluice chamber; 3- inlet vacuum valve; 4- positioning vacuum manipulator; 5- work chamber.


Слайд 21

Использование вакуума в современных технологиях


Слайд 22

Использование вакуума в современных технологиях поверхностного и структурного анализа The general view of the analytical installation of Riber Co.: 1- two freedom degree magnet vacuum manipulator; 2- sluice chamber; 3- inlet vacuum valve; 4- positioning vacuum manipulator; 5- work chamber.


Слайд 23

Использование вакуума в современных методах физико-химического анализа поверхности P= 10-8 - 10-10 Pa 1. EMP (Electron Microprobe) - ЭМА (Электронный Микроанализатор) первичный пучок: электроны; вторичный пучок: электроны (анализ тока); 2. AES (Auger Electron Spectroscopy) - ЭОС (Электронная Оже-спектроскопия) первичный пучок: электроны (20-5000 эВ); вторичный пучок: электроны (анализ энергии); 3. ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) - ЭСХА (Электронная Спектроскопия для хим. анализа) первичный пучок: фотоны Х; вторичный пучок: электроны (анализ энергии); 4. SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) - ВИМС (Вторичная Ионная Масс-спектрометрия) первичный пучок: ионы; вторичный пучок: ионы (анализ массы); 5. ISS (Ion Scattering Spectrometry) - СПРИ (Спектрометрия рассеявшихся ионов) первичный пучок: ионы; вторичный пучок: ионы (анализ энергии);


Слайд 24

Размещение датчиков-анализаторов в вакуумных камерах установок физико-химического анализа поверхности ( P= 10-8 - 10-10 Pa) From down left, according clock wise rotation : 1- detector of the secondary ions; 2 -searched wafer -; 3- secondary ions mass-spectrometer; 4- electron gun for Auger analysis; 5- X-ray source; 6- energy analyzer; 7- ion gun; 8- ultra violet source; 9- micro focus electron gun; 10- electron gun; 11- Faraday cup.


Слайд 25

Требования к манипуляторам при перемещени датчиков-анализаторов в вакуумных камерах установок физико-химического анализа поверхности ( P= 10-8 - 10-9 Pa)


Слайд 26

Использование вакуума в современных методах физико-химического анализа поверхности P= 10-8 - 10-10 Pa


Слайд 27

Использование вакуума в технологии ВИМС (SIMS) анализа поверхности P= 10-9 - 10-10 Pa SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) - ВИМС (Вторичная Ионная Масс-спектрометрия) первичный пучок: ионы; вторичный пучок: ионы (анализ массы);


Слайд 28

Вид вакуумной установки вторичной ионной масс-спектрометрии CAMECA-4m, P= 10-9 - 10-10 Pa


Слайд 29

Использование вакуума в новейшем методе анализа поверхности с помощью времяпролётной масс-спектрометрии P= 10-9 - 10-10 Pa При времяпролётной масс-спектрометрии (TOF SIMS) исследуемая поверхность образца бомбардируется импульсным пучком первичных ионов. В результате такого воздействия ионы в атомарном и молекулярном состояниях эмитируют с внешних слоёв поверхности. Их масса определяется временем, за которое они проходят путь от поверхности до детекторного приёмника. Этот процесс длится до тех пор, пока не будет получен полный спектр с высоким динамическим диапазоном.


Слайд 30

Вид вакуумной установки времяпролётной масс-спектрометрии P= 10-9 - 10-10 Pa


Слайд 31

Использование вакуума в современных технологиях (cборка фотоэлектронных приборов ночного видения P=10-10 Pa, «НПО Геофизика», ул. Стромынка, 18 ) ЭОП поколения 2+ с параллельным переносом электронного изображения с фотокатода на МКП и с МКП на экран в электростатическом поле 1-стекловолоконная или стеклянная пластина ВОП; 2-многощелочной фотокатод; 3-МКП (входная поверхность); 4- МКП (выходная поверхность); 5-катодолюминесцентный экран; 6-стекловолоконный выходной элемент; 7-металлокерамический корпус; 8-индеевое уплотнение;


Слайд 32

Результат использование вакуума в технологии cборки приборов ночного видения P=10-10 Pa, «НПО Геофизика», ул. Стромынка, 18, Вид нашлемника с закреплёнными на нём двумя ЭОП поколения 3+ с параллельным переносом электронного изображения с фотокатода на МКП и с МКП на экран


Слайд 33

Использование вакуума в технологии cборка фотоэлектронных приборов ночного видения P=10-10 Pa (10 Авторских свидетельств МТ-11, МГТУ им.Н.Э.Баумана).


Слайд 34

Использование вакуума P=10-10 Pa в технологии сборки ФЭП (проект МЭЛЗ) 1- work chamber for photo cathode forming; 2- the photoelectron gauge being assembled; 3- stem of the photoelectron gauge ; 4- linear motion feedthrough; 5,6- cryogenic sorption pumps; 7,8- vacion pumps; 9,10- adsorption pumps; 11- rough-vacuum pump.


Слайд 35

Использование вакуума в современных технологиях(Установки термоядерного синтеза «Токамак 10», «Токамак 15 », P= 10-5 -10-8 Pa)


Слайд 36

Пример проекта по курсу ОВТ «Использование технологии СВЧ накачки Установки термоядерного синтеза «Токамак 15 » в вакууме P= 10-5 -10-6 Pa


Слайд 37

Использование вакуума в технологии защиты труб магистральных трубопроводов от «водородной болезни», P= 10-2 – 10-4 Pa, (Патент МТ-11, МГТУ им. Н.Э.Баумана и примеры фрагментов проектов по ОВТ)


Слайд 38

Пример использования вакуума в технологии защиты труб магистральных трубопроводов от «водородной болезни» (на основе фрагментов проекта по ОВТ)


Слайд 39

Использование вакуума в современной ВИМС (SIMS) технологии диагностики отказов труб магистральных трубопроводов, от «водородной болезни» P= 10-10 Pa (Патент МТ-11, МГТУ им Н.Э.Баумана) Уважаемые студенты, убедительная просьба не распространять представленный вам материал за пределами МГТУ им Н.Э.Баумана


Слайд 40

Уважаемые студенты, Спасибо за внимание !


×

HTML:





Ссылка: