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光学镀膜真空技术教材
4.真空泵不可混入柴油、汽油等其它饱和蒸汽 压较大的油类,以免降低极限真空。拆洗泵内零 件时,一般用纱布擦拭即可以。若发现有金属碎 屑、砂泥或其它有害于人体健康的物质必须清洗时,可用汽油 等擦洗,干燥后方可装配,切忌用汽油浸泡。
油封机械真空泵的压缩室上开一小孔,并装上 调节阀,当打开阀并调节入气量,转子转到某 一位置,空气就通过此孔掺入压缩室以降低压 缩比,从而使大部分蒸汽不致凝结而和掺入的 气体一起被排除泵外起此作用的阀门称为气镇 阀。
线、从地球表面向外空延伸,离地面距离越远,空气越稀薄; 2、宇航员在外空间时都必须穿上太空服,一方面就为了防止宇 航员被负压伤害。 3、气相薄膜沉积过程中的线、霓虹灯管或日光灯管; 5、AES,XPS,SEM,TEM等设备 …… 其中,1和2属于自然线属于人为真空。人为真空一定要通过 真空泵系统来实现。
一、注意事项: 1.保证真空泵的清洁,防止杂物进入泵内。 2.保持线.存放下当水份或其它挥发性物质进入泵内而影响极限真空时,
可开气镇阀净化之,观察极限真空回升情况,数小时无效,应更 换泵油,必要时可再次更换。 换油方法:泵运转约半小时,使油变稀,停泵从放油孔放油,再敞开 进气口运转10~20秒钟,此间可从吸气口缓缓加入少量清洁泵 油,以更换泵腔内存油。如出来的油很脏,后者可重复进行。
低温真空泵 (又称低温泵、冷泵、冷凝 泵)是一种利用低温冷凝和低温吸附原 理抽气的容积式真空泵,是无油高真空 环境获得设备。低温泵应用于半导体、 集成电路、光电器件的制造工艺过程, 是集成电路专用设备中的关键设备之一; 低温泵也用在所有其它镀膜设备和真空 应用设备中,如离子束溅射VEECO镀膜 机。
气镇法是防止蒸汽凝结从而避免油污染的有效方法。这 种方法是将室温干燥的空气经气镇孔进入泵的压缩腔 中与被抽气体相混合。当把这种混合气体压缩到排气压 力时,由于掺气作用使得其中的蒸汽分压能保持在泵温 状态的饱和蒸气压以下,因而蒸汽不会凝结而与其它气 体一起被排至泵外。被抽气体中蒸汽的含量越多,掺入 的干燥气体量就需越多。
1643年,意大利物理学家托里折利演示了著名的大气压实 验,揭示了“真空”这一物理状态。
为了使被研究的样品不被周围气氛所污染,获取“原子清 洁”的表面,薄膜制备和衬底表明产生过程往往是在真空 或超高真空中进行的。目前,人们所普遍的使用的薄膜制备 系统都具有真空系统,光学镀膜也是如此。不管是采用蒸 镀还是溅射方式,都必须在真空环境下进行。“真空”是 光学镀膜技术的基础。了解与镀膜相关的真空知识对于掌 握镀膜工艺和操作至关重要。
真空等级 低线、使用前,应仔细阅读产品使用说明书,按要求安装,接线、为防止因返油与反转而喷油,应先开启泵口,按规定转向把泵 内存油盘到油箱中。同时查看油位,应在油标中心以上,但不要满 油标,多了要放出。
3、判断转向的辅助方法。把护套倒放在泵口上,如开泵后被吸住, 是正向,被吹落,是反向。声音正常是正向,声音异常是反向。
1.查看油位,以停泵时注油至油标中心为宜。过低对排气阀不能起油封作用,影 响真空度。过高,可能会引起通大气起动时喷油。运转时,油位有所升高,属正常 现象。油采用规定牌号的清洁真空泵油,从加油孔加入。加油毕后,应旋一上螺 塞。油宜经过滤,以免杂物进入,堵塞油孔。
2.可在通大气或任何真空度下一次起动。泵口如装接电磁阀,应与泵同时动作。 3.环境和温度过高时,油的温度上升,粘度下降,饱和蒸汽压会增大,会引起极限
——是表示真空泵性能的两个重要参数。极限压强是该系统所能达到的最 低压强;抽气速率是在规定压强下单位时间抽出气体的体积,它决定抽真空所 需要的时间。
Pu-真空泵的极限真空(Pa), Q-泵内各种气源(Pa·L/s), S-泵的抽气速 率(L/s), V-真空室体积(L), Pi-被抽空间气体的分压强(Pa),t-时 间(s)
5.如相对湿度较高,或被抽气体含较多可凝性蒸汽,接通被抽容器后,宜打开气 镇阀,运转20~40分钟后关闭气镇阀。停泵前,可开气镇阀空载运动30分钟,以 延长泵油寿命。
1. 泵与容器相连,在70 mbar时空气已基本排 净,接下来将主要抽排蒸汽粒子。
6、按说明书推荐选用真空泵油。注意酯类真空泵油不可与矿物油型 真空泵油和其他油类混用,必须严格清洗后才能换入酯类线、检查泵的极限压力以压缩式水银真空计为准。全压力计应注意做 好计与规管的配对校准和备用比对规管。建议在规管与被测泵之间 装一球阀。不测时关阀,可延长规管使用时间。
1大气压下气体分子密度约为2.687×1025/m3; 气压1×10-4Pa的高真空中,气体分子密度约为2.65×1016/m3;
…… 宇宙中,气体分子密度﹤109/km3,甚至每km3只有几个气体分子。
按照工业标准的规定,真空绝不是“完全空”,而是一种“低于一个标准大 气压的气体充满空间的状态”。由此可知,工业领域所说的真空,与我们平时想 象中的“完全空”的真空相差十万八千里。空无一物的理想真空,其实就是不存 在的。
2.在环境和温度540范围内,进气口压强小于1.3X103帕的条件下允许长期连续运 转,被抽气体相对湿度大于90%时,应开气镇阀。
3.进气口连续畅通大气运转不允许超出一分种。 4.不适用于抽除对金属有腐蚀的,对泵油起化学反应的,含有颗粒尘埃的气体,
抽真空即利用各种真空泵将被抽容器中的气体抽出,使 该空间的压强低于一个大气压。
➢ 旋转式机械真空泵 ➢ 油扩散泵 ➢ 复合分子泵 ➢ 分子筛吸附泵 ➢ 钛升华泵 ➢ 溅射离子泵 ➢ 低温泵
属于气体捕获泵,即通过种种吸气材料特有的吸 气作用将被抽气体吸除,以达到所需真空。不需 要油作为介质,又称为无油泵
★什么是真空?(工业标准的真空) ★真空的衡量(单位及换算关系) ★真空的划分(低、中、高和超高真空) ★真空的获得(泵的类型,泵的原理及真空系统)
真空会降低,特别是用热偶计测得的全压强。如加强通风散热,或改善泵油性 能,极限线.检查旋片式真空泵的极限真空以压缩式水银真空计为准,如计经充分预抽校 验,泵温达到稳定,泵口与计直接接通,运转30分钟内,将达到极限真空。总压强 计测得之值与泵油和真空计、规管误差有关,有时误差甚至可很大,只能作参考。
1. 旋片泵是用来对密封容器抽除气体的基本设备之一。它可单独作用,也可作为 增压泵、扩散泵、分子泵等的前级泵,维持泵,钛泵的预抽泵用。可用于电真空器 件制造、保温瓶制造、真空焊接、印刷、吸塑、制冷设备修理以及仪器仪表配套等。 因为它具有体积小、质量轻、操声低等优点,所以更适宜于实验室里使用。
由于大气中都含有一定量的水蒸气,所以泵工作时所抽除的气 体多是某些可凝性气体和永久性气体的混合物。这种混合气体 在泵内被压缩排气的过程中,如果可凝性气体的分压力超过了 泵温下的饱和蒸气压,那么它们就会凝结并与泵油混合,随油 一起循环。当它们返回到高真空端时又重新蒸发变成蒸汽。随 着泵的运转,凝结物持续不断的增加,使泵的极限真空和抽速降低。 当抽除的气体中湿度较大时,泵油的污染更严重,使泵的密 封、润滑和冷却性能变差,以至于经常更换新油。
低温线)低温冷凝。由于低温泵冷板表面温度很低,极容易将撞击其表面之 气体分子粘住,使其温度急速下降而被冻结,从而减低空间中的分子 数。
在实际应用中怎样合理规划利用气镇排除可凝气体: 众所周知,可凝气体的凝结取决于它的分压和温度。 抽排可凝气体的“黄金法则”:
§ 在做工艺以前暖泵(开气镇工作半小时) § 工艺过程保证气镇开启 § 工艺结束后在开气镇的条件下再运行一段时间 § 在泵的耐压范围内抽排可凝气体
然而,针对我们的机器来讲,由于工作环境相当好,真空系统中的可 凝气体很少,而且要求真空度较高(开气镇会降低泵的抽真空能力), 所以在实际中没有必要每次都进行这样的操作,只需要在真空泵性能 降低的时候开气镇放气就可以了。
气体分子的流动逐渐从黏流状态向分子 状态过渡,此时气体分子之间和分子与 器壁之间的碰撞次数差不多
气体分子的流动已为分子流,气体分子 与容器壁之间的碰撞为主,而且碰撞次 数大幅度减少,粒子沿直线飞行
气体分子数目很少,几乎不存在分子间 的碰撞,分子与器壁的碰撞机会也很少 此时气体分子在固体表面上是以吸附停 留为主。