Cunoștințe de bază despre vid

Cunoștințe de bază despre vid

IKS PVD, fabricarea echipamentelor de acoperire în vid a pvd, contactați-ne acum pentru a obține mai multe detalii despre acoperirea cu vid.

.

Tehnicile fizice de depunere în vapori (PVD), cum ar fi evaporarea, pulverizarea și depunerea ionilor, pot fi realizate numai în condiții de vid.

Prepararea materialelor moderne de film subțire, fie tehnologia fizică de depunere a vaporilor (PVD) sau tehnologia de depunere chimică a vaporilor (CVD), implică generarea, transportul, reacția, condensarea, depunerea și alte procese în condiții de vid. Prin urmare, cunoștințele de bază despre vacuum implicate în prepararea filmelor subțiri sunt prezentate pe scurt în această lucrare.

Cunoștințe de bază despre vid

Folosind forța exterioară pentru a îndepărta moleculele de gaz într-un anumit spațiu închis, astfel încât presiunea în spațiu să fie mai mică decât o presiune atmosferică, atunci starea fizică a gazului din spațiu se numește vid.

În 1643, experimentul prestigios al presiunii atmosferice a lui Torricelli a dezvăluit pentru prima dată existența vidului, a unei stări fizice sub presiune scăzută și a gazului subțire și a obținut definiția presiunii atmosferice (presiunea generată de o coloană de mercur de 76 mm este definită ca 1 atm) și baza pentru măsurarea vidului.

Gradul de vid este reprezentat de presiunea gazului, iar unitatea inițială de gradul de vid este mmHg (1atm = 760mmHg).

În 1958, în memoria lui Torricelli, primele patru litere ale numelui său torr au fost folosite pentru a înlocui mmHg ca unitate de grad de vid (1 torr = 1 mmHg).

Sa adoptat și sistemul centimetru-gram-secundar (CGS), cu bara ca unitate (1bar = 1 x 105Pa) și mai frecvent mbar (1mbar = 100Pa).

În prezent, odată cu progresul standardizării, sistemul internațional de unități (sistemul SI, și anume sistemul MKS) predomină treptat, iar gradul de vid ia Pa ca unitate (1atm = 1,013 * 105Pa).

Amintiți-vă că vidul din paranteze este, de obicei, transformat în unități, iar mama nu va trebui să vă faceți griji despre faptul că eu mă confuz cu diferitele unități din literatură.

Achiziția în vid

De exemplu, atunci când bem o băutură printr-o paie, principiul este că sugem aerul din paie și creează un vid în interiorul paie (presiunea din interiorul paie este mai mică decât presiunea atmosferică externă). Sub acțiunea diferenței de presiune, apăsăm băutura în canistră în gură prin paie.

În mod similar, atunci când se pregătesc materiale moderne de film subțire, vacuumul necesar poate fi, de asemenea, "aspirat" departe de aerul depus în cameră printr-un dispozitiv numit o pompă de vid.

Conform principiului de funcționare al pompei de vid, aceasta poate fi împărțită în două categorii: pompa de transport gaze (gazul este inhalat și evacuat în mod constant din pompa de vid pentru a atinge scopul evacuării) și pompa de captare a gazelor materialele de inspirație și dispozitivul sursă rece care trebuie aspirat de moleculele de gaz în spațiul de pompare). În funcție de domeniul de presiune al pompei de vid, se poate împărți în prima fază a pompei (presiune de pornire ridicată) și după etapa pompei (presiune de pornire scăzută).

Aspectul și structura internă a pompei mecanice cu rotație este prezentată în figura 1. Este un tip de pompă de transport de gaz care poate funcționa direct din presiunea atmosferică. Este o pompă de primă etapă folosită în mod obișnuit.

Figura 1 Aspectul pompei mecanice și diagrama structurii interne

Principiul de funcționare al pompei mecanice este acela de a utiliza rotația rotorului pieselor mecanice în mișcare pe roata excentrică pentru a realiza scopul de inspirație-comprimare-evacuare, așa cum se arată în figura 2 (punctele de gri din figură reprezintă aerul ).

FIG. 2 schema schematică a principiului de funcționare al pompei mecanice

Pompa turbomoleculară este un tip de pompă de înaltă altitudine generată de tehnologia de vid modernă pentru cerințele de mediu fără ulei și în vid. Este un fel de pompă de transport de gaz. Cu toate acestea, presiunea de lucru inițială trebuie să fie mai mică de 1 Pa. Aspectul și structura sa internă sunt ilustrate în figura 3.

FIG. 3 aspectul și structura internă a pompei moleculare a turbinei

În pompa moleculară a turbinei se rotesc rotoare cu mai multe trepte și statori cu diferiți rotoare și statori, iar viteza lamelor rotorului este de până la 20000 ~ 60000k r / min. Moleculele de gaz transportate din lama superioară vor fi în continuare comprimate la cea inferioară sub acțiunea lamei inferioare, adică energia cinetică este transferată continuu către moleculele de gaz prin coliziune și moleculele de gaz vor fi comprimate și descărcate treptat după ce a fost dotat cu energie cinetică, așa cum se arată în fig. 4.

FIG. 4 principiu de lucru al pompei moleculare a turbinei

Este de remarcat faptul că, în procesul de pregătire a filmului, nu rulați direct pompa moleculară, pentru că în vidul scăzut (mai multe molecule atmosferice) condițiile de lamă pompa moleculară este ușor de deteriorat, a fost găsit de seful criticat mici, în cazul în care pompa moleculară izbucnește daunele la propriile lor nu poate fi rentabilă. De aceea este important să vă amintiți să deschideți pompa mecanică și alte pompe în stadiu prealabil, pentru a obține un anumit grad de vid înaintea funcționării pompei moleculare.

Măsurarea vidului

Pentru a înțelege gradul de vid (presiunea aerului) în camera de depunere în timp real, este necesar un manometru de vid (gabaritul de vid) pentru prepararea filmului.

Conform principiului măsurării gradului de vid, acesta poate fi împărțit în contor de vid absolut (determinarea directă a valorii presiunii într-un anumit spațiu) și contorul relativ la vid (măsurați mai întâi alte cantități fizice legate de presiune, după conversie pentru a obține valoarea presiunii ). Deoarece manometrul este ușor de măsurat, este adesea folosit pentru a măsura gradul de vid al depunerii filmului.

După cum sa menționat mai sus, pompa de vid are cerințe stricte ale domeniului de funcționare în vid, în mod similar, diferite grade de vid, necesitatea de a utiliza contoare de vid diferite pentru a măsura.

Dispozitivul de măsurare a vidului Pirani este adesea utilizat pentru măsurarea în vid sub presiune, care este o formă îmbunătățită a manometrului de vacuum al termocuplului. FIG. 5 este o diagramă schematică a principiului de lucru. Există două seturi de filamente în tub. Când cele două grupuri de filament sunt alimentate și încălzite, viteza de disipare a căldurii de pe filament este, de asemenea, diferită datorită diferenței de subțiere a aerului înconjurător. Prin urmare, rezistența celor două grupe de filament va fi diferită datorită diferenței de temperatură, iar curentul care trece prin filament se va schimba, de asemenea, în mod corespunzător. Datorită presiunii de aer fixate la capătul de referință, temperatura, rezistența și curentul filamentului pe secțiunea de referință rămân neschimbate, astfel încât gradul de vid în cavitatea care trebuie măsurat poate fi obținut prin comparație.

FIG. 5 schema schematică a principiului de funcționare a gabaritului pirani

Câmpul de măsurare al vidului înalt adoptă un contor de vid pentru ionizare, care trebuie utilizat împreună cu pirani și alți contori cu vid scăzut. Gauzometrul pentru ionizare este în principal compus din trei electrozi: catod (filament), anod și colector de ioni. Principiul său de funcționare este prezentat în figura 6. Electronii emise de catodul fierbinte accelerează până la rețea, se ciocnesc și ionizează moleculele gazului în calea lor. Atunci când electronii se rotesc pentru a accelera și a decela, ei vor fi prinși în final prin eliminarea polului. În procesul oscilației reciprocă a electronilor, moleculele de gaz vor fi ionizate în mod continuu, iar ionii de gaz vor acoperi polii de colectare a ionilor pentru a forma curentul de buclă. În cazul curentului de emisie catodică fixă și al tipului de gaz fix, intensitatea curentului de ioni va depinde doar de presiunea gazului ionizat, iar gradul de vid în camera de depunere poate fi convertit prin intensitatea curentului de ioni.

FIG. 6 schema schematică a principiului de funcționare al gabaritului de vid pentru ionizare

Prin introducerea acestui articol, credem că avem cea mai bună înțelegere a definiției vacuumului, conversia diferitelor unități și achiziția și măsurarea vidului.