slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Титул PowerPoint Presentation
Download Presentation
Титул

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 37

Титул - PowerPoint PPT Presentation


  • 206 Views
  • Uploaded on

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

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Титул' - keenan


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Физические основы электронной техники

Титул

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.Э. БАУМАНА

Курс лекций:

Основы Вакуумной Техники

2 лекция

Типовые вакуумные технологии

Деулин Евгений Алексеевич

slide2

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.

slide3
Некоторые единицы измерения давления, принятые в мировой практике
slide4

Pa N/m2

bar

mbar

mbar dyn/cm2

Torr mmHg

micron mTorr

atm

at

MmWS

psi lbf/inch2

psf lbf/ft2

Pa

1

1*10-5

1*10-2

10

7.5*10-3

7.5

9.87*10-6

1.02*10-5

0.102

1.45*10-4

2.09*10-2

bar

1*105

1

1*103

1*106

750

7.5*105

0.987

1.02

1.02*104

14.5

2.09*103

mbar

100

1*10-3

1

1000

0.75

750

9.87*10-4

1.02*10-3

10.2

1.45*10-2

2.09

mbar

0.1

1*10-6

1*10-3

1

7.5*10-4

0.75

9.87*10-7

1.02*10-6

1.02*10-2

1.45*10-5

2.09*10-3

Torr

1.33*102

1.33*10-3

1.33

1330

1

1000

1.32*10-3

1.36*10-3

13.6

1.93*10-2

2.78

micron

0.133

1.33*10-6

1.33*10-3

1.33

1*10-3

1

1.32*10-6

1.36*10-6

1.36*10-2

1.93*10-5

1.78*10-3

atm

1.01*105

1.013

1013

1.01*106

760

7.6*105

1

1.03

1.03*104

14.7

2.12*103

at

9.81*104

0.981

981

9.81*105

735.6

7.36*105

0.968

1

1*104

14.2

2.04*103

mmWS

9.81

9.81*10-5

9.81*10-2

98.1

7.36*10-2

73.6

9.68*10-5

1*10-4

1

1.42*10-3

0.204

psi

6.89*103

6.89*10-2

68.9

6.89*104

51.71

5.17*104

6.8*10-2

7.02*10-2

702

1

144

psf

47.8

4.78*10-4

0.478

478

0.359

359

4.72*10-4

4.87*10-4

4.87

6.94*10-3

1

Основные единицы измерения давления, принятые в мировой практике
slide5
Использование вакуума в различных технологиях
p 10 0 10 4 pa
Использование вакуума в рутинных технологияхоткачки ЭВП( P= 10-0 - 10-4Pa)(вспомним курс ФОЭТ)
slide7
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.

slide11
Использование вакуума в современных технологиях
slide12
Использование вакуума (10-3Па) 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.

slide13
Использование вакуума (10-5Па) 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.

slide14
Использование вакуума (10-4Па) 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.

slide15
Использование вакуума (10-4Па) 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.

slide16
Использование вакуума (10-4Па) 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.

slide17
Использование вакуума (10-9Па) 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.

slide18
Использование вакуума в современных технологиях
slide19
Использование вакуума в современных технологияхповерхностного 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.

p 10 8 10 10 pa
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);

p 10 8 10 10 pa1
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.

slide22

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

p 10 8 10 10 pa2
Использование вакуума в современных методах физико-химического анализа поверхности P= 10-8 - 10-10 Pa
sims p 10 9 10 10 pa
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);

cameca 4m p 10 9 10 10 pa

Внешний вид установки вторичной ионной масс-спектрометрии «Cameca-4m».

Вид вакуумной установки вторичной ионной масс-спектрометрии CAMECA-4m, P= 10-9 - 10-10 Pa
p 10 9 10 10 pa
Использование вакуума в новейшем методе анализа поверхностис 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.

p 10 9 10 10 pa1
Вид вакуумной установки времяпролётной масс-спектрометрии P= 10-9 - 10-10 Pa
slide28

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;

slide29

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

slide30

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

p 10 10 pa
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.

10 15 p 10 5 10 8 pa
Использование вакуума в современных технологиях(Установки термоядерного синтеза «Токамак 10», «Токамак 15 », P= 10-5 -10-8 Pa)
slide33

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

slide34

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

slide35

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

slide36

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

slide37

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.