Grundlæggende viden om vakuum

Grundlæggende viden om vakuum

IKS PVD, pvd støvbelægning udstyr fremstilling, kontakt os nu, for at få flere detaljer om vakuumcoating.

.

Fysisk dampaflejring (PVD) teknikker, såsom fordampning, sputtering og ionaflejring, kan kun realiseres under vakuumbetingelser.

Fremstillingen af moderne tyndfilmmaterialer, enten fysisk dampaflejringsteknologi (PVD) eller kemisk dampaflejringsteknologi (CVD), involverer gasfase generation, transport, reaktion, kondensation, afsætning og andre processer under vakuumbetingelser. Derfor introduceres den grundlæggende viden om vakuum involveret i fremstilling af tynde film kort i dette papir.

Grundlæggende viden om vakuum

Ved hjælp af ekstern kraft til at fjerne gasmolekylerne i et bestemt lukket rum, så trykket i rummet er mindre end et atmosfæretryk, kaldes gasens fysiske tilstand i rummet vakuum.

I 1643 afslørede Torricellis berømte atmosfæriske trykforsøg for første gang eksistensen af vakuum, lavtryks, tynd gas fysisk tilstand og opnåede definitionen af atmosfærisk tryk (trykket dannet af en 76 mm kviksølvkolonne defineres som 1atm) og grundlaget for vakuummåling.

Vakuumgraden er repræsenteret ved trykket af gassen, og den indledende enhed af vakuumgraden er mmHg (1atm = 760mmHg).

I 1958 blev de fire første bogstaver i hans navn Torr, til minde om Torricelli, brugt til at erstatte mmHg som vakuumgradenhed (1 torr = 1 mmHg).

Centimeter-gram-sekund (CGS) systemet blev også vedtaget med bar som enheden (1bar = 1 x 105Pa) og mere almindeligt mbar (1mbar = 100Pa).

På nuværende tidspunkt er standardiseringens fremskridt gradvist gældende, og det internationale system af enheder (SI-system, nemlig MKS-system) hersker, og vakuumgraden tager Pa som enhed (1atm = 1.013 * 105Pa).

Husk at vakuumet i parenteser normalt konverteres til enheder, og mor vil ikke bekymre mig om at blive forvirret af de forskellige enheder i litteraturen.

Vakuumoptagelse

For eksempel, når man drikker en drink gennem et strå, er princippet, at vi suger luften i halmen og skaber et vakuum inde i halmen (trykket inde i halmen er mindre end det ydre atmosfæriske tryk). Under trykforskellen påvirker vi drikken inde i dåsen i munden gennem halmen.

På samme måde kan det nødvendige vakuum også "suges" væk fra luften, der er deponeret i rummet ved tilberedning af moderne tyndfilmmaterialer ved hjælp af en anordning, vi kalder en vakuumpumpe.

Ifølge vakuumpumpens arbejdspraksis kan den opdeles i to kategorier: Gastransportpumpe (gas indåndes og udtages konstant ud af vakuumpumpen for at opnå udledningens formål) og gasindfangningspumpe (ved hjælp af aktivt kul og andet inspirerende materialer og koldkildenhed suges væk af gasmolekyler i pumpepladsen). I henhold til vakuumpumpens arbejdstrykområde kan opdeles i pumpens første trin (højt starttryk) og efter pumpens trin (lavt starttryk).

Udseende og indre struktur af rotationsvinge mekanisk pumpe er vist i figur 1. Det er en slags gas transportpumpe, der kan arbejde direkte fra atmosfærisk tryk. Det er en almindeligt anvendt front-stage pumpe.

Figur 1 mekanisk pumpeudseende og indre strukturdiagram

Den mekaniske pumpes arbejdspraksis er at anvende rotationen af rotoren af de mekaniske bevægelige dele på det excentriske hjul for at opnå formålet med inspiration-kompressionsudstødning som vist i figur 2 (de grå prikker i figuren repræsenterer luften ).

Fig. 2 skematisk diagram over arbejdsprincip for mekanisk pumpe

Turbomolekylær pumpe er en slags højhøjdepumpe, der genereres af moderne vakuumteknologi til kravene til oliefri og højvakuummiljø. Det er en slags gastransportpumpe. Det er imidlertid nødvendigt, at dets indledende arbejdstryk er mindre end 1Pa. Dets udseende og indre struktur er illustreret i figur 3.

Fig. 3 udseende og indre struktur af turbine molekylære pumpe

I turbins molekylære pumpe er flertrinsrotorer og statorer med forskellige rotorer og statorer interlaced, og rotorbladets hastighed er op til 20000 ~ 60000k r / min. De gasmolekyler, der transporteres fra det øvre klinge, komprimeres yderligere til den nedre under underlaget, dvs. kinetisk energi overføres kontinuerligt til gasmolekylerne gennem kollision, og gasmolekylerne komprimeres og udledes trinvist ved trin efter at være udstyret med kinetisk energi, som vist i fig. 4.

Fig. 4 arbejdsprincip af turbinemolekylpumpe

Det er værd at nævne, at i processen med at forberede filmen ikke kører den molekylære pumpe direkte, da det i det lave vakuum (mere atmosfæriske molekyler) betingelser er molekylært pumpeblad let at beskadige, blev fundet af chefen kritiseret lille, i tilfælde af at den molekylære pumpe burst skade på egen hånd kan ikke være omkostningseffektiv. Så det er vigtigt at huske at åbne den mekaniske pumpe og anden forstadiepumpe for at opnå en vis grad af vakuum før driften af molekylpumpen.

Vakuummåling

For at forstå vakuumgraden (lufttryk) i aflejringskammeret i realtid, er der brug for en vakuummåler (vakuummåler) ved fremstillingen af filmen.

Ifølge princippet om vakuumgradsmåling kan den opdeles i absolut vakuummåler (direkte bestemme trykværdien i et bestemt rum) og relativ vakuummåler (første måling af andre fysiske mængder relateret til trykket efter omdannelse for at opnå trykværdien ). Fordi vakuummåler er nem at måle, bruges det ofte til at måle vakuumgraden af filmaflejring.

Som nævnt ovenfor har vakuumpumpen strenge krav til vakuumbetjeningsområdet, ligesom forskellige vakuumgrader skal bruge forskellige vakuummålere til måling.

Pirani vakuummåler bruges ofte til lavvakuum måling, hvilket er en forbedret form af termoelement vakuummåler. Fig. 5 er et skematisk diagram over arbejdsprincippet. Der er to sæt filamenter i røret. Når de to filamentgrupper strømmer og opvarmes, er varmeafgivelseshastigheden på glødet også forskellig på grund af forskellen i luftens tynhed. Derfor vil modstanden af de to grupper af filament være forskellig på grund af forskellen i temperaturen, og strømmen, som strømmer gennem filamentet, vil også ændre sig i overensstemmelse hermed. På grund af det faste lufttryk ved referenceenden forbliver trådtemperaturen, modstanden og strømmen på referencesektionen uændret, så vakuumgraden i hulrummet, som skal måles, kan opnås ved sammenligning.

Fig. 5 skematisk diagram af pirani vakuummålerens arbejdsprincip

Målefeltet i højvakuum vedtager ioniseringsvakuummåler, som skal bruges sammen med pirani og andre lavvakuummålere. Joniseringsvakuummåleren består hovedsagelig af tre elektroder: katode (filament), anode og ionsamler. Dens arbejdspraksis er vist i figur 6. Elektroner udgivet fra den varme katode accelererer til gitteret, kolliderer med og ioniserer molekyler af gassen i deres vej. Når elektroner gengældes for at fremskynde og decelerere, vil de til sidst blive fanget ved polet sletning. I processen med elektrongendannelse oscillation vil gasmolekyler blive ioniseret kontinuerligt, og gasioner vil flyve til ionopsamlingspoler for at danne loopstrøm. I tilfælde af fast katodeemissionsstrøm og fast gastype vil ionstrøm intensiteten kun afhænge af trykket af ioniseret gas, og vakuumgraden i aflejringsrummet kan omdannes ved ionstrøm intensiteten.

Fig. 6 skematisk diagram af arbejdsprincip for ioniseringsvakuummåler

Gennem introduktionen af denne artikel mener vi, at vi har den mest grundlæggende forståelse af definitionen af vakuum, omdannelse af forskellige enheder og erhvervelse og måling af vakuum.