Kalibrace manometrů
Přímé porovnání Redukce tlaku
• metody statické
• metody dynamické
Pomalý nárůst Molekulární proud
Statická expanze
Vi Vi Vn-l
Vi + v2' V2 + V3 " ' Vn_x + Vn
V, = 1000 cm
<>*-0
V, = 25 cm
1_
1firemnf materiály firmy Pfeiffer
□ SP
Dynamická expanze
e P>
k výveve s velkou čerpoa rychlosti
Obr. 5.92. Aparatura pro kalibraci vakuometrů metodou s konstantním proudem. Místo dvou vakuometrů (7,8) je možno použít jen jeden (9) s dvoucestným kohoutem (10); 1,10 — kohouty; 2,4,6 — komory; 3,5, 7, 8, 9 — vakuometry; Gp G2 — vodivosti otvorů mezi příslušnými komorami
J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
Vakuová fyzika 1
3/33
/ = G2(p2 - Pi) = Gi(pi - p')
P2=l + ^(1-^)
Pi G2 pro velkou čerpací rychlost p' <C pi
Pi
Pi =
1 + S
P2
pro G2 <C Gi
Vakuová fyzika 1
4/33
Obr. 5.93. Standardní metoda cejchování vakuometrů v oboru tlaků 10"1 až 10"5Pa 1,3 — komory; 2 — kalibrovaný otvor; 4 — kalibrační (přesný) vakuometr; 5, 6, 7 — vakuometry;
8 - regulační ventil (záklopka);
9 — vpouštěcí ventil; 10 — difúzni vývěva; /1 — volumetrické zařízení
'J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1984«
Pomalý vzrůst tlaku
Obr. 5.90. Aparatura pro kalibraci
vakuometrů v oboru ultravakua metodou °br" 59L Změna tlaku v systému
pomalého vzrůstu tlaku <° objemu     během času t
1 — trubice se známou vodivostí G;
2 — kalibrovaný vakuometr; 3,4 — kohouty
J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1984«
=
Vakuová fyzika 1
6/33
/ = G(pi - p2)
pro P2 <C pi
l = GPl
I = V2
dp2 dr
dp2 G
= Pl— = 3
dr
V2
pro po ~ OPa
P2 = Po + ar
P2 = ar
Vakuová fyzika 1
7/33
Molekulární proudění
Knutftan cell
Cryo půnůl
CcJLbratian chamber
GůS inlůt
y / / ,-■ / ,y / ,■■ ,■■ y / ,■■ / / ,-■ / / ■■■ ,v,v /,-v,v/
Rsfarsncfl Gouge
Tb st Gauge
5A.Berman: Total Pressure Measurements in Vacuum Technology, Academic Press Inc. 1985
Vakuová fyzika 1
30
o 10 ts
E
(U
■o
£ 3
C/) V) 03
Q.
03
° 1
(Ľ
.1 0.3
•4—1
OJ
cc
0.1
10"
s	s n.	n.	t i e:	)ynamic <pansio	n									
														
	Mole	cufar					Static	íxpansi						
^        1 1	beam													
				^--					on					
													—Ü-T	jbe —►
														
														
														
														
io-!
10"6 10* Pressure [mbar]
10D
103
Fig. 3.17 Pressure scale of Federal Physical-Technical Institute (PTB), Berlin, (status as at August 1984) for inert gases, nitrogen and methane
'firemní materiály firmy Pfeiffer
Vakuová fyzika 1
□ t3
Ut [% of mv]
10,0000
1,0000 -■
11,1000 -
0,0100
0,0010 -■
0,0001
-9
-o
i-1-1-1-1-1-r
-1       0       1        2       3       4       5       6       7       0 9
P [10* Pa] ABSOLUTE PRESSURE IK GAS       GAUGE PRESSURE IN LIQUIU
ID
7CMI
Vakuová fyzika 1
10 / 33
Měření proudu plynu
/ = Sp [Pa m3s_1] / = G(p2 - pi)
Pomocí průtokoměru (plovákový, elektronický) Pomocí prvku se známou vakuovou vodivostí Pomocí kalibrované byrety a pracovní kapaliny
Plynová byreta
T
V 1«
\
lí
\2
Obr. 5.94. Jednoduché zařízení na měření a přípravu určitého proudu plynu í' — zásobník; V — trubice; 2 — k nádobe s kapalinou; J - kohouty; 4 - vpouštěcí kohouty; 5 - k vakuové aparatuře
8
8
J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
Vakuová fyzika 1
Obr. 13: Plynová mikrobyreta: M - měrná kapilára s dělením podle objemu; Z - zásobník kapaliny; 0 - ochranná nádobka; K - kohout (pro vyrovnání tlaků), P - přívod plynu; JV - jehlový ventil pro řízené napouštění plynu do vakua.
9
9J.Král: Cvičení z vakuové techniky, ČVUT Praha 1996 e
m
Obr, 7-43b. Měření objemu plynu cirkulující kapkou
P   — vpouštěný plyn
VS — vakuový systém, do nějž se vpouští plyn.
10
10
L. Pátý: Fyzika nízkých tlaků, Academia, Praha 1968
4   = >
Vakuová fyzika 1
Měření pomocí vodivosti
JL
~i
JL
r
L
I k vv
V v
yvevc
Obr. 5.95. Vakuové zařízení pro měření proudu plynu
1,2 - vakuometry; G - trubice se známou vodivostí
_I_= G(pi - p2)
kowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
12
12S.Ďacľo, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladiny, šBen, -Praha 2005
Vakuová fyzika 1
16 / 33
Vakuové tuky a tmely
Druh materiálu	UZltl	max T [°C]	Pp [Pa] při 25 ° C
maz L	zabrus	30	10"5 - 10"7
maz M	zabrus	30	10~3 - 10~5
maz N	kohout	30	10"4 - 10"5
maz T	zabrus	110	10~5
tmel Picein	spoje	60	10~2 - 10~3
Vakuová hygiena
Čistota povrchů, odmašťování, vyčištěných dílů se dotýkat pouze v rukavicích.
vo
200 300
500     700 1000
2000 3000
13
13
J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
5    ^) c\ o
Vakuová fyzika 1
Rozebíratelné spoje
zábrusy - zejména skleněné aparatury ISO-KF, (NW) ISO-K, ISO-F CF
Vakuová fyzika 1
19 / 33
ISO-KF
Vakuová fyzika 1
20 / 33
ISO-K, ISO-F
CF
OFHCCopper Gasket
	—T-V	
W :■ n ■ ■ in.- L      . r • vm ■  ■ ■		
		
17
17firemní materiály firmy Pfeiffer
Vakuová fyzika 1
23 / 33
tesnení	min. tep [ °C]	max. tep. [ °C]
elastomer		
FKM	-15	150
NBR	-25	120
silikon	-55	200
kov		
Cu	-196	200
Cu + Ag	-196	450
Vakuová fyzika 1 24/33
Load lock
18
18firemní materiály firmy Caburn MDC
Vakuová fyzika 1
25 / 33
Výroba solárních článků
Plasma A SiH^ + PH Shutter
SmA + BoH
2* "6
Substrate
t
ti     'íl  i M
y*-i i i i i) «-
Vacuum n-Chamber
/-Chamber
p-Charnber
OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003)
Pokovení skel
Glass Flow
Process Pumping
Process Pumping
Isolation Pumping
Cathodes
Isolation Tunnel
Flange
Isolation F|ange Pumping
20
20
F.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (<2§03)
Si - substráty
Modular Process Zones
Gate Valve
Sputtering Chamber
Door with Viewport
Substrate Entry
21
21
F.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003)
Vakuová fyzika 1
28 / 33
100 150 200    300 400       700  1000 1500 2000       4000  6000 10000
Wave length [nm]
22_
22firemní materiály firmy Pfeiffer
Vákuová fyzika 1 29/33
Značky
Vacuum pump, general
P><C^|   Shut-off device, general
Diaphragm in vacuum pump
Right angie valve
Turbomolecular pump
Diffusion pump*)
Scroll pump*)
Cold trap, general
Vacuum measurement, vacuum gauge head
Roots vacuum pump*)
23
23
firemní materiály firmy Leybold
Vakuová fyzika 1
4  □  ►   4 SP ►
30 / 33
Navazující přednášky
Vakuová fyzika 2 - F6450
• Vázané plyny
• Sorpčnívývěvy
• kryogenní
• zeolitové
• sublimační
• iontové
• nevypárované getry -NEG
• Měření ve vakuové fyzice
• měření proudu plynu
• měření tenze par plynu
• Konstrukční prvky vakuových zařízení - vhodné materiály, spoje,
Vakuová fyzika 1
31 / 33
Praktikum z vakuové fyziky - F7541
1. Měření vodivosti vakuových spojů
2. Kalibrace Piraniho manometru
3. Graduace Peningova manometru
4. Hmotový spektrometr
5. Měření čerpací rychlosti metodou konstantního tlaku
6. Naparování tenkých kovových vrstev
7. Kalibrace ionizačního manometru se žhavenou katodou
8. Čerpací efekt molekulového síta
9. Měření čerpací rychlosti turbomolekulární vývěvy 10. Seznámení s iontovou vývěvou
Zkouška
test 10 otázek + 2 příklady, maximum 20 bodu
A	18 - 20
B	15 - 17
C	12 - 14
D	9 - 11
E	6 - 8
F	0 - 5
Vakuová fyzika 1 33/33