Podstawowa wiedza na temat próżni

Podstawowa wiedza na temat próżni

IKS PVD, produkcja urządzeń do lakierowania próżniowego PV, skontaktuj się z nami teraz, aby uzyskać więcej informacji na temat powlekania próżniowego.

.

Techniki fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD), takie jak parowanie, rozpylanie i osadzanie jonowe, mogą być realizowane tylko w warunkach próżni.

Przygotowanie nowoczesnych materiałów cienkowarstwowych, czy to technologii fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD), czy technologii chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD), obejmuje wytwarzanie fazy gazowej, transport, reakcję, kondensację, osadzanie i inne procesy w warunkach próżni. Dlatego w niniejszym artykule krótko przedstawiono podstawową wiedzę o próżni związanej z przygotowaniem cienkich warstw.

Podstawowa wiedza na temat próżni

Wykorzystując siłę zewnętrzną do usunięcia cząsteczek gazu w pewnej zamkniętej przestrzeni, tak aby ciśnienie w przestrzeni było mniejsze niż jedno ciśnienie atmosferyczne, wówczas stan fizyczny gazu w przestrzeni nazywany jest próżnią.

W 1643 r. Słynny eksperyment Torricelliego w zakresie ciśnienia atmosferycznego ujawnił po raz pierwszy istnienie próżni, niskociśnieniowego, cienkiego stanu fizycznego gazu i uzyskał definicję ciśnienia atmosferycznego (ciśnienie generowane przez kolumnę rtęciową 76 mm definiuje się jako 1 atm) i podstawa do pomiaru próżni.

Stopień podciśnienia jest reprezentowany przez ciśnienie gazu, a początkowa jednostka stopnia podciśnienia wynosi mmHg (1 at = 760 mmHg).

W 1958 roku, w pamięci Torricellego, pierwsze cztery litery jego imienia Torr zostały użyte do zastąpienia mmHg jako jednostki stopnia próżni (1 torr = 1 mmHg).

Przyjęto także system centymetrowy-gram (CGS), z prętem jako jednostką (1bar = 1 x 105Pa), a częściej mbar (1mbar = 100Pa).

Obecnie, wraz z postępem normalizacji, stopniowo dominuje międzynarodowy system jednostek (system SI, a mianowicie system MKS), a stopień próżni przyjmuje Pa jako jednostkę (1 at = 1,013 * 105Pa).

Pamiętaj, że próżnia w nawiasach jest zwykle zamieniana na jednostki, a mama nie będzie musiała się martwić, że zmieszam się z różnymi jednostkami w literaturze.

Pobieranie próżni

Na przykład, gdy pijemy napój przez słomkę, zasadą jest, że odsysamy powietrze w słomie i wytwarzamy próżnię wewnątrz słomy (ciśnienie wewnątrz słomy jest mniejsze niż zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne). Pod wpływem różnicy ciśnień wciskamy napój do puszki w usta przez słomkę.

Podobnie, przygotowując nowoczesne materiały cienkowarstwowe, wymagana próżnia może być również "zasysana" z powietrza umieszczonego w pomieszczeniu przez urządzenie, które nazywamy pompą próżniową.

Zgodnie z zasadą działania pompy próżniowej, można ją podzielić na dwie kategorie: pompa do transportu gazu (gaz jest stale wdychany i odprowadzana z pompy próżniowej, aby osiągnąć cel wydechu) i pompa wychwytywania gazu (przy użyciu węgla aktywnego i innych materiały wdychające i urządzenie źródła zimnego do odsysania przez cząsteczki gazu w przestrzeni pompowania). W zależności od zakresu ciśnienia roboczego pompy próżniowej, można go podzielić na pierwszy stopień pompy (wysokie ciśnienie początkowe) i po etapie pompy (niskie ciśnienie początkowe).

Wygląd i wewnętrzną strukturę mechanicznej pompy łopatkowej pokazano na rysunku 1. Jest to rodzaj pompy do transportu gazu, która może pracować bezpośrednio pod ciśnieniem atmosferycznym. Jest to powszechnie stosowana pompa przedniego stopnia.

Rysunek 1 Wygląd pompy mechanicznej i schemat struktury wewnętrznej

Zasada działania pompy mechanicznej polega na użyciu rotacji wirnika ruchomych części mechanicznych na mimośrodowym kole, aby osiągnąć cel wdechu-ściskania-wydmuchu, jak pokazano na rysunku 2 (szare kropki na rysunku przedstawiają powietrze ).

FIGA. 2 schemat ideowy zasady działania pompy mechanicznej

Pompa turbomolekularna jest rodzajem pompy wysoko-wysokościowej wytwarzanej przez nowoczesną technologię próżniową dla potrzeb środowiska wolnego od oleju i wysokiej próżni. Jest to rodzaj pompy do transportu gazu. Jednak jego początkowe ciśnienie robocze musi wynosić mniej niż 1Pa. Jego wygląd i strukturę wewnętrzną przedstawiono na rysunku 3.

FIGA. 3 wygląd i budowa wewnętrzna pompy molekularnej turbiny

W pompie molekularnej turbiny wielostopniowe wirniki i stojany z różnymi wirnikami i statorami są przeplatane, a prędkość łopat wirnika wynosi do 20000 ~ 60000k r / min. Cząsteczki gazu transportowane z górnego ostrza zostaną następnie ściśnięte do dolnego pod działaniem dolnego ostrza, to znaczy, że energia kinetyczna jest w sposób ciągły przenoszona do cząsteczek gazu w wyniku zderzenia, a cząsteczki gazu zostaną ściśnięte i rozładowane krok po kroku krok po uzyskaniu energii kinetycznej, jak pokazano na FIG. 4.

FIGA. 4 zasada działania pompy molekularnej turbiny

Warto nadmienić, że w procesie przygotowania filmu nie należy bezpośrednio uruchamiać pompy molekularnej, ponieważ w warunkach niskiego podciśnienia (więcej cząsteczek atmosferycznych) ostrze pompy molekularnej łatwo ulega uszkodzeniu, zostało wykryte przez szefa skrytykowanego małym, w przypadku, gdy uszkodzenie pompy molekularnej na własną rękę nie może być opłacalne. Dlatego ważne jest, aby pamiętać, aby otworzyć pompę mechaniczną i inną pompę wstępną, aby uzyskać pewien stopień próżni przed działaniem pompy molekularnej.

Pomiar próżni

Aby zrozumieć stopień podciśnienia (ciśnienie powietrza) w komorze osadzania w czasie rzeczywistym, do przygotowania folii potrzebny jest wakuometr (wakuometr).

Zgodnie z zasadą pomiaru stopnia podciśnienia, można go podzielić na bezwzględny miernik próżni (bezpośrednio określić wartość ciśnienia w określonej przestrzeni) i względny miernik próżni (najpierw zmierzyć inne wielkości fizyczne związane z ciśnieniem, po przeliczeniu uzyskać wartość ciśnienia ). Ponieważ miernik próżni jest łatwy do zmierzenia, często używany jest do pomiaru stopnia podciśnienia odkładania się filmu.

Jak wspomniano powyżej, pompa próżniowa ma ścisłe wymagania w zakresie działania próżni, podobnie, różne stopnie próżni, trzeba użyć różnych mierników próżni do pomiaru.

Odkurzacz Pirani jest często używany do pomiaru pod niskim ciśnieniem, co jest ulepszoną formą próżniomierza termoelektrycznego. FIGA. 5 jest schematem ideowym zasady działania. W tubie znajdują się dwa zestawy włókien. Gdy obie grupy żarników są zasilane energią i ogrzewane, prędkość rozpraszania ciepła na żarniku jest również różna ze względu na różnicę w grubości powietrza otoczenia. W związku z tym opór obu grup żarników będzie różny z powodu różnicy temperatur, a prąd przepływający przez żarnik również ulegnie zmianie. Ze względu na stałe ciśnienie powietrza na końcu odniesienia, temperatura żarnika, opór i prąd w sekcji referencyjnej pozostają niezmienione, więc stopień próżni we wnęce przeznaczonej do pomiaru można uzyskać przez porównanie.

FIGA. 5 schematyczny schemat działania pirani próżniomierza

Pole pomiarowe wysokiej próżni wykorzystuje jonizacyjny miernik próżni, który musi być używany razem z pirani i innymi miernikami niskiego próżni. Manometr próżniowy składa się głównie z trzech elektrod: katody (filamentu), anody i kolektora jonów. Zasada działania jest pokazana na rysunku 6. Elektrony emitowane z gorącej katody przyspieszają do siatki, zderzają się i jonizują cząsteczki gazu na swojej drodze. Kiedy elektrony odwzajemniają się, aby przyspieszyć i spowolnić, ostatecznie zostaną uwięzione przez skasowanie biegunów. W procesie oscylacji elektronowej rewersu, cząsteczki gazu będą stale zjonizowane, a jony gazu będą latać do biegunów gromadzenia jonów, tworząc prąd pętli. W przypadku prądu o stałej emisji katody i typu gazu stacjonarnego, natężenie prądu jonowego będzie zależeć tylko od ciśnienia zjonizowanego gazu, a stopień podciśnienia w pomieszczeniu osadzania można przekształcić przez natężenie prądu jonowego.

FIGA. 6 schemat ideowy zasady działania miernika próżni jonizacji

Poprzez wprowadzenie tego artykułu wierzymy, że mamy najbardziej podstawowe zrozumienie definicji próżni, konwersji różnych jednostek oraz pozyskiwania i pomiaru próżni.