F4160. Vakuová fyzika 1. () F / 23

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "F4160. Vakuová fyzika 1. () F / 23"

Jindřich Švec
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 F4160 Vakuová fyzika 1 Pavel Slavíček ps94@sci.muni.cz () F / 23

2 Osnova: Úvod a historický vývoj Volné plyny statický stav plynů dynamický stav plynů Získávání vakua - vývěvy s transportem molekul z čerpaného prostoru vývěvy s periodicky se měnícím prostorem vývěvy s neproměnným pracovním prostorem paroproudové vývěvy Měření vakua měření celkových tlaků měření parciálních tlaků hledání netěsností ve vakuových systémech () F / 23

3 Navazující přednášky: Vakuová fyzika 2 - F6450 Vázané plyny Sorpční vývěvy Měření ve vakuové fyzice měření proudu plynu měření tenze par Konstrukční prvky vakuových zařízení Experimentální metody a speciální praktikum A 1 - F7541 Fyzika nízkých teplot - F8450 () F / 23

4 Literatura J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 L. Pátý: Fyzika nízkých tlaků, Academia, Praha 1968 V. Sítko: Vakuová technika, SNTL, Praha 1966 J. Král: Cvičení z vakuové techniky, ČVUT Praha 1996 V. Dubravcová: Vákuová a ultravákuová technika, Alfa, Bratislava 1992 A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 W. Espe: Technologia hmot vákuovej techniky, Slovenská akadémia vied, Bratislava 1960 Zpravodaje CVS Firemní katalogy internet: www - stránky výrobců vakuové techniky,... () F / 23

5 Úvod Vakuum je označení pro stav systému, který obsahuje plyny, nebo páry, pokud je jejich tlak menší než tlak atmosférický. Jednotky tlaku: P a[nm 2 ] - jednotka v soustavě SI 1 bar = 10 5 P a 1 mbar = 100 P a 1 torr = 133, 322 P a 1 atm = P a = 760 torr (fyzikální atmosféra) 1 at = P a = atm (technická atmosféra) 1 psi = 6890 P a 1 psf = 47.8 P a () F / 23

6 Historický vývoj E.Torricelli, první vakuum O. von Guericke, Magdeburské polokoule Geissler, výboje v plynech, rtut ová vývěva H.G.Mac-Leod, kompresní manometr Fleussova pístová vývěva, průmyslová výroba žárovek Dewarova nádoba Pirani, tepelný manometr W. Gaede, molekulární vývěva W. Gaede, difúzní vývěva Buckley, ionizační manometr Fyzika nízkých tlaků, jako samostatný obor olejová difúzní vývěva 1 Coating.cfm () F / 23

7 kapacitní manometr neopren Penning, výbojový manometr s magnetickým polem Bayard-Alpert - ionizační manometr se žhavenou katodou Alpert - Omegatron Becker, turbomolekulární vývěva komerční kvadrupólový spektrometr () F / 23

8 Využití vakua Věda a výzkum diagnostické metody elektronový mikroskop hmotový spektrometr optický vakuový spektrometr plazmochemické reaktory urychlovače částic - CERN, LHC délka 27 km termojaderné reaktory - ITER, objem 834 m 3 () F / 23

9 LHC () F / 23

10 ITER () F / 23

11 Průmyslové aplikace vytváření tenkých vrstev výroba elektronických součástek osvětlovací technika - žárovky, zářivky chemický průmysl - čisté látky metalurgie vakuové manipulátory, pinzety,... přesně definované podmínky procesu, izolace studovaného procesu od okolí, velká střední volná dráha () F / 23

12 Tenké vrstvy () F / 23

13 5 5 () F / 23

14 Zrcadlové plochy () F / 23

15 Hubble Space Telescope 6 výroba broušení průměr 2,4 m, celková hmotnost 11 t přesnost broušení 30 nm odrazné vrstvy - Al 76.2 nm, fluorid hořčíku nm vypuštění , let STS Space Telescope () F / 23

16 Výroba CD-ROM, DVD, () F / 23

17 Molecular Beam Epitaxy () F / 23

18 Experiment na orbitální dráze tlak na oběžné dráze raketoplánu ( 500 km) 10 8 torr za štítem o průměru 3.6 m, torr WSF1 - porucha orientace, STS WSF2 - porucha MBE, STS WSF3 - úspěch 7 vrstev GaAs/AlGaAs, STS lety/usa/sts/sts-60/index.htm () F / 23

19 Závislost tlaku na nadmořské výšce výška [km] tlak [mbar] tlak [Pa] () F / 23

20 Závislost tlaku na nadmořské výšce Tlak na Měsíci 1nP a = 10 9 P a Tlak v mezihvězdném prostoru 100µP a 3fP a, 10 4 P a P a () F / 23

21 Rozdělení vakua 1 vakuum tlak [mbar] tlak [Pa] nízké, hrubé, technické střední (FV) vysoké (HV) velmi vysoké (UHV) < 10 7 < 10 5 () F / 23

22 Rozdělení vakua 2 vakuum tlak [mbar] tlak [Pa] nízké, hrubé, technické střední (FV) vysoké (HV) velmi vysoké (UHV) extremě vysoke (XHV) < < 10 8 () F / 23

23 Rozdělení vakua vakuum nízké střední (FV) vysoké (HV) UHV, XHV tlak [P a] < 10 5 n [cm 3 ] < 10 9 λ[cm] < > 10 5 τ[s] < > 10 2 proudění viskózní Knudsenovo molekulární molekulární () F / 23

Podobné dokumenty

F6450. Vakuová fyzika 2. () F / 21

F6450. Vakuová fyzika 2. () F / 21 F6450 Vakuová fyzika 2 Pavel Slavíček email: ps94@sci.muni.cz () F6450 1 / 21 Osnova Vázané plyny Sorpční vývěvy kryogenní zeolitové sublimační iontové getrové - vypařované, nevypařované (NEG) Měření ve