F4160. Vakuová fyzika 1. () F / 23

Podobné dokumenty
F6450. Vakuová fyzika 2. () F / 21

F6450. Vakuová fyzika 2. Vakuová fyzika 2 1 / 32

galvanicky chemicky plazmatem ve vakuu Vrstvy ve vakuu MBE Vakuová fyzika 2 1 / 39

Ionizační manometry. Při ionizaci plynu o koncentraci n nejsou ionizovány všechny molekuly, ale jenom část z nich n i = γn ; γ < 1.

Monika Fialová VAKUOVÁ FYZIKA II. ZÍSKÁVÁNÍ NÍZKÝCH TLAKŮ

Vakuová fyzika 1. Jakub Kelar. Masarykova univerzita

IONTOVÉ ZDROJE. Účel. Požadavky. Elektronové zdroje. Iontové zdroje. Princip:

Konstrukce vakuových zařízení

Vakuová fyzika 1 1 / 40

Elastomery, mazy, tmely,...

Vybrané technologie povrchových úprav. Vakuum 2. Část Doc. Ing. Karel Daďourek 2006

Měření vakua. Vacuum Technology J.Šandera, FEEC, TU Brno 1

5. Získávání a měření nízkých tlaků

Vakuová fyzika a technika KFY / P222

Vybrané technologie povrchových úprav. Základy vakuové techniky Doc. Ing. Karel Daďourek 2006

Rovnice kontinuity V potrubí a vývěvou musí proudit vždy stejné množství plynu. Platí

Získávání nízkých tlaků

Primární etalon pro měření vysokého a velmi vysokého vakua

Základy vakuové techniky

Přednáška 10. Měření nízkých tlaků : membránové a kompresní vakuoměry, tepelné vakuoměry, ionizační vakuoměry. Martin Kormunda

Vývěvy s transportem molekul z čerpaného prostoru

zbytkové plyny (ve velmi vysokém vakuu: plyny vzniklé rozkladem těchto látek, nebo jejich syntézou Vakuová fyzika 1 1 / 43

3. VÁZANÉ P L Y N Y... 81

Teoretické základy vakuové techniky

Základní pojmy a jednotky

Přednáší a cvičí : Josef Šandera, UMEL

Obsah ZPRAVODAJ ČVS 18 (1) Texty přednášek pro LŠVT Získávání vakua...2. Měření vakua I měření totálních tlaků...8

Přednáška 5. Martin Kormunda

Mikro a nano vrstvy. Technologie a vlastnosti tenkých vrstev, tenkovrstvé sensory - N444028

Univerzita Palackého v Olomouci Přírodovědecká fakulta Katedra experimentální fyziky DIPLOMOVÁ PRÁCE

Přednáška 9. Vývěvy s vazbou molekul: kryosorpční, zeolitové, iontové a sublimační vývěvy. Martin Kormunda

Přehled metod depozice a povrchových

Fyzikální základy moderních technologií

Přednáška 3. Napařování : princip, rovnovážný tlak par, rychlost vypařování.

Termomechanika cvičení

Přednáška 6. Vývěvy s pracovní komorou: pístové, s valivým pístem, olejové a suché rotační vývěvy, šroubové vývěvy.

PLYNY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

Číslo materiálu Předmět ročník Téma hodiny Ověřený materiál Program

20. května Abstrakt. (nejčastěji polovodiče a pokovování plastů). Zcela běžně jsou v provozech zavedeny vakuové destilace a filtrace, nebo

VAKUOVÁ TECHNIKA VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Semestrální projekt FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Tento rámcový přehled je určen všem studentům zajímajícím se o aktivní vědeckou práci.

Analyzátory iontové pohyblivosti (iontová mobilita)

Vakuová měření. 1. Základní pojmy

Test vlastnosti látek a periodická tabulka

Experimentální metody EVF I.: Vysokovakuová čerpací jednotka

Přednáška 8. Vývěvy s proudem pracovní tekutiny: vodní vývěva, ejektorové a difúzní vývěvy. Martin Kormunda

Plazmová depozice tenkých vrstev oxidu zinečnatého


Elektronová Mikroskopie SEM

Aplikace fyziky nízkých teplot

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Pøíslušenství. Obsah. Pøíslušenství 229

Počítačová dynamika tekutin (CFD) Základní rovnice. - laminární tok -

Vlnová délka světla je cca 0,4 µm => rozlišovací schopnost cca. 0,2 µm 1000 x víc než oko

Český výzkum v evropském měřítku české know-how v CERN

Spojení hmotové spektrometrie se separačními metodami

TEMATICKÝ PLÁN 6. ročník

Počet atomů a molekul v monomolekulární vrstvě

FYZIKA VE FIRMĚ HVM PLASMA

1 3Tepeln і izolace a hladinom їry kryokapalin

VY_32_INOVACE_05_II./11._Atmosférický tlak

Fyzika. 8. ročník. LÁTKY A TĚLESA měřené veličiny. značky a jednotky fyzikálních veličin

Elektrická zařízení III.ročník

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie

Vakuová technika. Proudové vývěvy ejektory a jejich použití v praxi. Autor: Bc. Ondřej Hudeček

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce

Svafiování elektronov m paprskem

Vakuová technika. Získávání a měření vakua, využití vakuových technologií. učební text

Fúzní horská dráha Experiment: Zkuste s kamarádem fúzovat jádra (zmagnetizovaná kuličková

REAKTIVNÍ MAGNETRONOVÉ NAPRAŠOV. Jan VALTER HVM Plasma s.r.o.

TECHNOLOGICKÉ PROCESY PŘI VÝROBĚ POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ III.

Integrovaná střední škola, Hlaváčkovo nám. 673, Slaný

Datum: Projekt: Využití ICT techniky především v uměleckém vzdělávání Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/34.

Hmotnostní analyzátory II

Povrchové procesy. Přichycení na povrch.. adsorbce. monomolekulární, multimolekulární (namalovat) Přichycení do objemu, také plyn v kapalině.

Elektrický proud v plynech

20 let kurzů vakuové techniky na SŠIEŘ v Rožnově pod Radhoštěm

Základy molekulové fyziky a termodynamiky

MENSA GYMNÁZIUM, o.p.s. TEMATICKÉ PLÁNY TEMATICKÝ PLÁN (ŠR 2017/18)

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 3, 4

Zadání disertační práce

Úvod do fyziky plazmatu

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ

Iradiace tenké vrstvy ionty

Fyzikální metody nanášení tenkých vrstev

Pracovní list MECHANICKÉ VLASTNOSTI PLYNŮ

ENERGIE a její přeměny

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast

Přednáška 4. Tlak nasycených par, odpařování. Materiály pro vakuovou techniku Procesy ve stěnách vak. systémů. Martin Kormunda

Objevy v oblasti antiferomagnetických materiálů mění způsob ukládání dat

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE - kvalitativní i kvantitativní detekce v GC a LC - pyrolýzní hmotnostní spektrometrie - analýza polutantů v životním

J = S A.T 2. exp(-eφ / kt)

<<< záložka Fyzika

Urychlovače částic principy standardních urychlovačů částic

Katalog nabízených repasovaných komponent

STAVBA ATOMU. Aleš Lacina Přírodovědecká fakulta MU, Brno

Uhlíkové struktury vázající ionty těžkých kovů

ROZDĚLENÍ PODLE VELIKOSTI

TEMATICKÝ PLÁN. Literatura: FYZIKA pro 6. ročník ZŠ PROMETHEUS, doc. RNDr. Růžena Kolářová, CSc., PaeDr. Jiří Bohuněk,

INTERAKCE IONTŮ S POVRCHY II.

Transkript:

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

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 () F4160 2 / 23

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 () F4160 3 / 23

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,... () F4160 4 / 23

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 = 101325 P a = 760 torr (fyzikální atmosféra) 1 at = 98066.5 P a = 0.96784 atm (technická atmosféra) 1 psi = 6890 P a 1 psf = 47.8 P a () F4160 5 / 23

Historický vývoj 1 1643 - E.Torricelli, první vakuum 1654 - O. von Guericke, Magdeburské polokoule 1855 - Geissler, výboje v plynech, rtut ová vývěva 1874 - H.G.Mac-Leod, kompresní manometr 1892 - Fleussova pístová vývěva, průmyslová výroba žárovek 1892 - Dewarova nádoba 1906 - Pirani, tepelný manometr 1912 - W. Gaede, molekulární vývěva 1913 - W. Gaede, difúzní vývěva 1916 - Buckley, ionizační manometr 1925 - Fyzika nízkých tlaků, jako samostatný obor 1926 - olejová difúzní vývěva 1 http://www.svc.org/historyofvacuumcoating/history-of-vacuum- Coating.cfm () F4160 6 / 23

1929 - kapacitní manometr 1936 - neopren 1936 - Penning, výbojový manometr s magnetickým polem 1950 - Bayard-Alpert - ionizační manometr se žhavenou katodou 1954 - Alpert - Omegatron 1958 - Becker, turbomolekulární vývěva 1967 - komerční kvadrupólový spektrometr () F4160 7 / 23

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 () F4160 8 / 23

LHC 2 2 http://lhc.web.cern.ch/lhc/ () F4160 9 / 23

ITER 3 3 www.iter.org () F4160 10 / 23

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 () F4160 11 / 23

Tenké vrstvy 4 4 http://www.shm-cz.cz/ () F4160 12 / 23

5 5 http://www.shm-cz.cz/ () F4160 13 / 23

Zrcadlové plochy () F4160 14 / 23

Hubble Space Telescope 6 výroba 1977-1979 broušení 1979-1981 průměr 2,4 m, celková hmotnost 11 t přesnost broušení 30 nm odrazné vrstvy - Al 76.2 nm, fluorid hořčíku - 25.4 nm vypuštění - 24.4.1990, let STS 31 6 http://en.wikipedia.org/wiki/hubble Space Telescope () F4160 15 / 23

Výroba CD-ROM, DVD,... 7 7 http://www.pfeiffer-vacuum.net/ () F4160 16 / 23

Molecular Beam Epitaxy 8 8 http://www.fzu.cz/oddeleni/povrchy/mbe/index.html () F4160 17 / 23

Experiment na orbitální dráze tlak na oběžné dráze raketoplánu ( 500 km) 10 8 torr za štítem o průměru 3.6 m, 10 14 torr 1994 - WSF1 - porucha orientace, STS60 9 1995 - WSF2 - porucha MBE, STS69 1996 - WSF3 - úspěch 7 vrstev GaAs/AlGaAs, STS80 9 http://mek.kosmo.cz/pil lety/usa/sts/sts-60/index.htm () F4160 18 / 23

Závislost tlaku na nadmořské výšce výška [km] tlak [mbar] tlak [Pa] 0 10 3 10 5 11 10 2 10 4 50 10 2 10 0 100 10 3 10 1 200 10 6 10 4 500 10 8 10 6 1000 10 10 10 8 2000 10 15 10 13 () F4160 19 / 23

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 3.10 15 P a () F4160 20 / 23

Rozdělení vakua 1 vakuum tlak [mbar] tlak [Pa] nízké, 10 3 10 0 10 5 10 2 hrubé, technické střední (FV) 10 0 10 3 10 2 10 1 vysoké (HV) 10 3 10 7 10 1 10 5 velmi vysoké (UHV) < 10 7 < 10 5 () F4160 21 / 23

Rozdělení vakua 2 vakuum tlak [mbar] tlak [Pa] nízké, 10 3 10 0 10 5 10 2 hrubé, technické střední (FV) 10 0 10 3 10 2 10 1 vysoké (HV) 10 3 10 7 10 1 10 5 velmi vysoké (UHV) 10 7 10 10 10 5 10 8 extremě vysoke (XHV) < 10 10 < 10 8 () F4160 22 / 23

Rozdělení vakua vakuum nízké střední (FV) vysoké (HV) UHV, XHV tlak [P a] 10 5 10 2 10 2 10 1 10 1 10 5 < 10 5 n [cm 3 ] 10 19 10 16 10 16 10 13 10 13 10 9 < 10 9 λ[cm] < 10 2 10 2 10 1 10 1 10 5 > 10 5 τ[s] < 10 5 10 5 10 2 10 2 10 2 > 10 2 proudění viskózní Knudsenovo molekulární molekulární () F4160 23 / 23