Принцип действия и классификация электрофизических средств откачки

Принцип действия электрофизических средств откачки основан на различных комбинациях способов генерации пара геттеров, ионизации молекул откачиваемых газов и ускорения образованных ионов с последующим протеканием различных физико-химических процессов при взаимодействии частиц с поверхностью сорбции. По методу нанесения геттерных покрытий различают испарительные геттерные, ионно-геттерные, магнитные электроразрядные и комбинированные насосы.
При взаимодействии нейтральных атомов испаряемого материала и ускоренных ионов откачиваемых газов с поверхностью сорбции различают следующие основные процессы поглощения газов: сорбция, ионная откачка и "замуровывание" ионов.

Сорбция - поглощение молекул газа в результате образования слабой физической или сильной химической связи и твердых растворов. Физически адсорбируются только молекулы инертных газов, основным механизмом при откачке активных газов является образование химических соединений (окислов, нитридов и др.), которые имеют весьма низкие давления паров и диссоциируют при очень высоких температурах.
После процесса хемосорбции поглощение газов происходит в результате диффузии в кристаллическую решетку металла. Движущей силой диффузии является градиент концентрации газа по толщине слоя геттера и тепловое движение молекул.

Техника течеискания

Общие сведения по течеисканию
Во вновь собранной вакуумной установке, как правило, не удается получить необходимое разрежение. При этом возникает задача найти причину неисправной работы вакуумной системы и устранить ее. Существуют три причины, затрудняющие или делающие невозможным получение вакуума, на который рассчитана установка:
а)   неисправность насоса;
б)  газовыделение в систему;
в)  натекание в систему атмосферного воздуха.
Для того чтобы определить, какая из этих причин является основной, следует изолировать откачиваемую систему от насоса. Измерив давление P1 в системе в момент отделения системы от насоса и давления P2, P3, P4 и т.д. через различные промежутки времени, нужно построить график зависимости P =J(x) (рис. I).

Если давление в системе оказывается значительно выше предельного вакуума насоса и после перекрытия крана практически не меняется (прямая а), то это значит, что установка не может быть откачана из-за неисправности насоса. Изменение давления в соответствии с кривой (б) свидетельствует о наличии в системе источников газовыделения, так как с некоторого момента давление в системе перестает изменяться благодаря установлению нового равновесия между выделением и поглощением стенками газов или паров. Если давление в системе, откачанной до Р << Ратм, непрерывно возрастает и пропорционально времени (прямая (в)), то причина этого состоит в натекании в систему извне.

Применение вакуумных насосов

Для создания разрежения в каком-либо вакуумном приборе, который обычно представляет собой стеклянный или металлический баллон, из него нужно удалить часть газа.

Для удаления газа необходимо иметь в своем распоряжении простейшую вакуумную систему (рис. 1), которая должна состоять, по крайней мере, из трех элементов: откачного средства 1 (вакуумного насоса), вакуумпровода 2, соединяющего насос с откачиваемым объемом, и откачиваемого объема 3.

Работа с вакуумными установками

Конструкция вакуумной системы определяется ее назначением, однако каждая установка содержит следующие элементы:

1. объем, из которого производится откачка газа;
2. насосы;
3. трубопроводы, соединяющие между собой отдельные части системы;
4. вакуумные затворы и краны, регулирующие поток газа вдоль вакуумной системы;
5. средства для измерения вакуума.

В зависимости от назначения вакуумные системы подразделяются на следующие группы:

1. установки для получения среднего вакуума;
2. установки для получения высокого вакуума прямоточные;
3. установки для получения высокого вакуума с байпасной линией;
4. установки для получения сверхвысокого вакуума.

Leakage flow calculation for industrial products

V.T. Barchenko, M.L. Vinogradov

The method of calculating the maximal leak rate for a typical products and finding the time dependence of the pressure rise in the evacuated device with leaks are presented in this article.The equivalents of helium leak flow and tightness for different types of penetrating substances are shown. Modern devices for leak detection are described.

Анализ потребности предприятий в гелиевых масс-спектрометрических течеискателях

В.Т. Барченко, М.Л. Виноградов

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" (СПбГЭТУ), Санкт-Петербург, Россия
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Проведено исследование состояния гелиевых масс-спектрометрических течеискателей на 104 предприятиях и научных учреждениях. Установлено процентное соотношение течеискателей ПТИ-7, ПТИ-10, СТИ-11, ТИ1-14, ТИ1-15, ТИ1-22, ТИ1-30, ТИ1-50 и иностранных моделей. Приведено сравнение характеристик течеискателей разных поколений и проанализирована потребность в современных течеискателях.

Гелиевый масс-спектрометрический течеискатель – это прибор для предназначенный для выявления, локализации и количественной оценки величины течи, принцип работы которого основан на разделении по массам сложной смеси газов и паров в электрическом и магнитном полях. Масс-спектрометрический течеискатель имеет собственную откачную систему, что обеспечивает возможность проверки любых вакуумных систем и объемов, откачанных до глубокого вакуума; готовых замкнутых изделий и изделий со штенгелем; отдельных узлов и деталей (замкнутых и незамкнутых), а также позволяет проверять на герметичность объекты, содержащие пробный газ, путем отбора проб из окружающего их пространства [1].

Анализ наличия гелиевых масс-спектрометрических течеискателей на предприятиях России и других стран СНГ проведен путем опроса 615 специалистов, применяющих в работе неразрушающие методы контроля герметичности. Масс-спектрометрический метод контроля герметичности используется на 104 предприятиях из указанной выборки. Распределение моделей течеискателей, используемых на предприятиях, с указанием годов выпуска приборов представлено в таблице 1.

КОНТРОЛЬ ГЕРМЕТИЧНОСТИ МАЛОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ЗАМКНУТОЙ ОБОЛОЧКЕ

К малогабаритным изделиям в замк­нутой оболочке относятся различные по­лупроводниковые приборы, микросхемы, многие виды радиодеталей, реле, аккуму­ляторы, резонаторы и т.п.

Специфика контроля герметичности таких изделий связана с отсутствием дос­тупа к внутренней полости загерметизи­рованных изделий. Вместе с тем методы и способы контроля герметичности должны обеспечивать надежную отбраковку не­герметичных изделий, а также в связи с их массовым выпуском - высокую произво­дительность и возможность автоматиза­ции. Подавляющее большинство изделий с замкнутыми оболочками при их производ­стве заполняются сухим воздухом, по утечке которого можно контролировать герметичность, используя специфическую разновидность пузырькового метода. Спо­соб заключается в погружении изделий в жидкость с высокой температурой кипе­ния, например этиленгликоль. Жидкость нагревают до максимально высокой тем­пературы, допустимой для погружаемых в жидкость контролируемых изделий. Течи обнаруживаются по пузырькам выходяще­го через них воздуха в результате повы­шения давления в полости изделия при его нагревании. При температуре 100 ... 120 °С регистрируются течи ~10^-5 м³ · Па/с. Такая чувствительность для большинства изделий явно недостаточна.

Для повышения чувствительности способа контроля изделия перед погруже­нием их в высококипящую жидкость опрессовывают при давлении 3 ... 5 атм в течение 5 ... 20 ч (чем ниже давление оп­рессовки, тем дольше должно быть время опрессовки) в низкокипящей жидкости, например во фреоне-113 с точкой кипения 47,6 °С. Опрессовку осуществляют сле­дующим образом: открытую кювету на­полняют жидким при нормальных услови­ях фреоном-113; изделия укладывают в кювете, которую размещают в сосуде, вы­держивающем высокое давление; сосуд герметизируют, и затем в него подают воздух или инертный газ под высоким давлением.

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕЧЕИСКАНИЯ

Продолжить

Методы термического испарения

Метод термовакуумного напыления

• Метод термовакуумного напыления
• Резистивное термическое испарение в вакууме
• Обеспечение равномерности толщины пленки
• Метод лазерного испарения
• Достоинства и недостатки термического испарения
• Многослойные системы

Метод термовакуумного напыления

Метод получения тонких пленок термическим вакуумным напылением является универсальным и наиболее освоенным методом. Рассмотрим схему процесса термического напыления (рис.1).

Рис 1 Схема процесса термического напыления

Механические вакуумные насосы

Продолжить