Kalibrace manometrů
Přímé porovnání Redukce tlaku
• metody statické
• metody dynamické
Pomalý nárůst Molekulární proud
Statická expanze
Vi V2 Vn-l
>1 + V2 ' V2 + V3 " ' Vn-x + Vn
V2 = 1000 cm3
<H3
V, = 25 cm
i V3 = 25 cm
firemní materiály firmy Pfeiffer
□ s1
Dynamická expanze
6 p>
7] i r
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; Gt, G2 — vodivosti otvorů mezi příslušnými komorami
J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
Vakuová fyzika 1
3/35
I = G2(P2 - Pi) = G1(p1 -p')
P2 = i + ^(i-^)
pí g2
pro velkou čerpací rychlost p' <C p\
Vi
pro G2 < Gi
1
Pi =
1 +
Qi
g2
Ví
Vakuová fyzika 1
«0 q,o
4/35
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; 11 — volumetrické zařízení
J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
=
Vakuová fyzika 1
5/35
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 1981
Vakuová fyzika 1
6/35
I = G(pi -p2)
pro p2 < pi
I = Gp!
I = V2
dp2 dr
pro po ~ 0 Pa
P2 = PO +
p2 = «T
Vakuová fyzika 1
7 / 35
Molekulární proudění
Knudsen cell
Cryo ponfll
C-oJlLbratia n chamber
y / / / ,-■ ,-■ / ,-■ ,-■ s ,r / ,r ,r / / / s //, v .■v.--. ■ v.-p
Tsst Gauge
A.Berman: Total Pressure Measurements in Vacuum Technology, Academic Press Inc. 1985
30
o 10 ta
'
cu ■a
E 3
=3 CO CO 03
a.
OJ
° 1
>1
(Ľ
.1 0.3
0.1
10
10"!
S	s, s. N.	N.	t_ [ e;	Jynamic <pansio	—> n									
														
	Mole	cufar					Static	expansi						
	beam													
				^— —					on					
													«—U-T	jbe—•>
														
														
														
														
106 m3
Pressure [mbar]
10"
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
□ \3
5    ^) c\ o
Ur [% of MV]
10,0000
1,0000 -■
D.10DCI -
0,0100
0,0010 -■
0,0001
-9
-o
-1 o P [10* Pa]
i-1-1-1-1-1-1-r
23456769
ABSOLUTE PRESSURE IH G AS       G AUG E PRESS U RE IN L IQ U ID
1j
materiály CMI
Vakuová fyzika 1
10 / 35
Měření proudu plynu
I = Sp [PamV1; I = G(p2 - pi)
Pomocí průtokoměru (plovákový, elektronický) Pomocí prvku se známou vakuovou vodivostí Pomocí kalibrované byrety a pracovní kapaliny
Plynová byreta
T
1
\2
Obr. 5.94. Jednoduché zařízení na měření a přípravu určitého proudu plynu ľ — zásobník; 1" — trubice; 2 — k nádobě s kapalinou; 3 - kohouty; 4 - vpouštěcí kohouty; 5 - k vakuové aparatuře
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.
J.Král: Cvičení z vakuové techni
JV
0
, ČVUT Praha 1996
□ {3
Obr. 7-43b. Měření objemu plynu cirkulující kapkou
P   — vpouštěný plyn
VS — vakuový systém, do nějž se vpouští plyn.
L. Pátý: Fyzika nízkých tlaků, Academia, Praha 1968
Vakuová fyzika 1
14 / 35
Měření pomocí vodivosti
JL
4P
k výveve
Obr. 5.95. Vakuové zařízení pro měření proudu plynu
1,2 - vakuometry; G — trubice se známou vodivostí
I = G(pi - p2)
J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
<3
Vakuová fyzika 1
=
S.Ďaďo, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladiny, Ben, Praha 2005
Vakuová fyzika 1
16 / 35
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.
700 200     300        500     700    1000 2000 3000
Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
Rozebíratelné spoje
ISO-KF (NW) - 10, 16, 25, 40, 50 ISO-K - 63, 80, 100, 160, 200, 250, CF - 16, 25, 40..... 350
Vakuová fyzika 1
19 / 35
ISO-KF
firemní materiály firmy Pfeiffer
Vakuová fyzika 1
20 / 35
ISO-K
CF
Vakuová fyzika 1
22 / 35
		
;   ^0-3-0-4 j		
		1-6
		
		
VvyyvvS 9-		
Fig. 7.39 The Conflat seal ÍVarian). After Wheeler and Carlson (1962).
A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990
Vakuová fyzika 1
23 / 35
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 24/35
Load lock
Výroba solárních článků
Plasma-y SiH^ + PH Shutter
SiH.,
4>
SiH4 + B2H6
Substrate
Vacuum n-Chamber
I
/-Chamber
nir
i
p-Charnber
nlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003)
Pokovení skel
Glass Flow
Process Pumping
Process Pumping
Cathodes
Isolation Tunnel
Isolation Pumping
Flange
Isolation Range Pumping
F.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003)
Vakuová fyzika 1
27 / 35
Si - substráty
Modular Process Zones
Gate Valve
	MPZ
	4
Sputtering Chamber
CVD
Door with Viewport
Substrate Entry
F.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003)
Vakuová fyzika 1
28 / 35
100 150 200    300 400       700  1000 1500 2000       4000  6000 10000
Wave length [nm]
firemní materiály firmy Pfeiffer
Vakuová fyzika 1
29 / 35
Schémata
Vakuové značky norma DIN 28401
vývěva - obecný symbol   membránová výveva   turbomolekulární výveva
difúzni výveva Rootsova vývěva Scroll vývěva
Vakuová fyzika 1
30 / 35
rotační lopatková vývěva   pístová výveva   vodokružní výveva
sublimační vývěva průtokoměr manometr
Vakuová fyzika 1
31 / 35
rozebíratelný spoj
flexibilní spoj
vymrazovačka
vakuová komora    ventil - obecný symbol   deskový ventil
[*l * *
ventil ovládaný ručně   pneumatický ventil   elektromagnetický ventil
Vakuová fyzika 1 33/35
Navazující přednášky
Vakuová fyzika 2 - F6450
• Vázané plyny
• Sorpčnívývěvy
• kryogenní
• zeolitové
• sublimační
• iontové
• vypařované getry
• nevy párované getry - N EG
• Měření ve vakuové fyzice
• měření proudu plynu
• měření tenze par plynu
• Konstrukční prvky vakuových zařízení - vhodné materiály, spoje,...
Vakuová fyzika 1 34/35
Praktikum z vakuové fyziky - F7541
1. Měření vodivosti vakuových spojů
2. Kalibrace Piraniho manometru
3. Graduace Peningova manometru
4. Měření parciálních tlaků
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