शून्य का बुनियादी ज्ञान

शून्य का बुनियादी ज्ञान

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भौतिक वाष्प जमाव (PVD) तकनीक, जैसे वाष्पीकरण, स्पटरिंग, और आयन निक्षेपण, केवल वैक्यूम स्थितियों के तहत महसूस किए जा सकते हैं।

आधुनिक पतली फिल्म सामग्रियों की तैयारी, चाहे भौतिक वाष्प जमाव प्रौद्योगिकी (पीवीडी) या रासायनिक वाष्प जमाव प्रौद्योगिकी (सीवीडी), में गैस चरण निर्माण, परिवहन, प्रतिक्रिया, संक्षेपण, निक्षेपण और अन्य प्रक्रियाएं शामिल हैं। इसलिए, पतली फिल्मों की तैयारी में शामिल वैक्यूम का मूल ज्ञान इस पेपर में संक्षेप में पेश किया गया है।

शून्य का बुनियादी ज्ञान

एक निश्चित बंद स्थान में गैस के अणुओं को हटाने के लिए बाहरी बल का उपयोग करना, ताकि अंतरिक्ष में दबाव एक वायुमंडल के दबाव से कम हो, फिर अंतरिक्ष में गैस की भौतिक स्थिति को वैक्यूम कहा जाता है।

1643 में, Torricelli के प्रसिद्ध वायुमंडलीय दबाव प्रयोग ने पहली बार निर्वात के अस्तित्व, एक निम्न-दबाव, पतली गैस भौतिक स्थिति का पता लगाया और वायुमंडलीय दबाव की परिभाषा प्राप्त की (एक 76 मिमी पारा स्तंभ द्वारा उत्पन्न दबाव 1mm के रूप में परिभाषित किया गया है) और वैक्यूम माप के लिए आधार।

वैक्यूम डिग्री को गैस के दबाव द्वारा दर्शाया जाता है, और वैक्यूम डिग्री की प्रारंभिक इकाई mmHg (1atm = 760mmHH) है।

1958 में, Torricelli की याद में, उनके नाम टॉर के पहले चार अक्षरों को mmHg को वैक्यूम डिग्री (1 torr = 1 mmHg) की इकाई के रूप में बदलने के लिए उपयोग किया गया था।

सेंटीमीटर-ग्राम-सेकंड (CGS) प्रणाली को भी अपनाया गया था, इकाई (1bar = 1 x 105Pa) के रूप में बार के साथ, और अधिक सामान्यतः mbar (1mbar = 100Pa)।

वर्तमान में, मानकीकरण की प्रगति के साथ, इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई प्रणाली, अर्थात् एमकेएस प्रणाली) धीरे-धीरे प्रचलित है, और वैक्यूम डिग्री पीए को इकाई (1atm = 1.013 * 105Pa) के रूप में लेती है।

याद रखें कि ब्रैकेट में वैक्यूम आमतौर पर इकाइयों में परिवर्तित हो जाता है, और माँ को साहित्य में विभिन्न इकाइयों द्वारा भ्रमित होने की चिंता नहीं करनी होगी।

वैक्यूम अधिग्रहण

उदाहरण के लिए, जब एक पुआल के माध्यम से एक पेय पीते हैं, तो सिद्धांत यह है कि हम भूसे में हवा को चूसते हैं और पुआल के अंदर एक वैक्यूम बनाते हैं (पुआल के अंदर दबाव बाहरी वायुमंडलीय दबाव से कम होता है)। दबाव अंतर की कार्रवाई के तहत, हम कैन के अंदर पेय को स्ट्रॉ के माध्यम से अपने मुंह में दबाते हैं।

इसी तरह, आधुनिक पतली फिल्म सामग्री तैयार करते समय, आवश्यक वैक्यूम को कमरे में जमा हवा से दूर "चूसा" भी जा सकता है, जिसे हम एक वैक्यूम पंप कहते हैं।

वैक्यूम पंप के कार्य सिद्धांत के अनुसार, इसे दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: गैस परिवहन पंप (गैस लगातार साँस ली जाती है और निकास के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए वैक्यूम पंप से बाहर निकलती है) और गैस कैप्चर पंप (सक्रिय कार्बन और अन्य का उपयोग करके) पंपिंग स्पेस में गैस अणुओं द्वारा दूर की जाने वाली श्वसन सामग्री और कोल्ड सोर्स डिवाइस)। वैक्यूम पंप ऑपरेटिंग प्रेशर रेंज के अनुसार, पंप के पहले चरण (उच्च शुरुआती दबाव) और पंप के चरण (कम शुरुआती दबाव) के बाद विभाजित किया जा सकता है।

रोटरी वेन मैकेनिकल पंप की उपस्थिति और आंतरिक संरचना आकृति 1 में दिखाई गई है। यह एक प्रकार का गैस परिवहन पंप है, जो वायुमंडलीय दबाव से सीधे काम कर सकता है। यह आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला फ्रंट-स्टेज पंप है।

चित्रा 1 यांत्रिक पंप उपस्थिति और आंतरिक संरचना आरेख

यांत्रिक पंप का कार्य सिद्धांत प्रेरणा-संपीड़न-निकास के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए सनकी पहिया पर यांत्रिक चलती भागों के रोटर के रोटेशन का उपयोग करना है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है (आकृति में ग्रे डॉट्स हवा का प्रतिनिधित्व करते हैं )।

अंजीर। मैकेनिकल पंप के काम सिद्धांत के 2 योजनाबद्ध आरेख

टर्बोमोलेक्युलर पंप तेल-मुक्त और उच्च-वैक्यूम वातावरण की आवश्यकताओं के लिए आधुनिक वैक्यूम प्रौद्योगिकी द्वारा उत्पन्न एक प्रकार का उच्च-ऊंचाई वाला पंप है। यह एक तरह का गैस ट्रांसपोर्ट पंप है। हालांकि, इसके शुरुआती काम का दबाव 1 पीए से कम होना आवश्यक है। इसकी उपस्थिति और आंतरिक संरचना चित्र 3 में चित्रित की गई है।

अंजीर। टरबाइन आणविक पंप की 3 उपस्थिति और आंतरिक संरचना

टरबाइन के आणविक पंप में, अलग-अलग रोटार और स्टेटर के साथ मल्टी-स्टेज रोटार और स्टेटर को इंटरलेस किया जाता है, और रोटर ब्लेड की गति 20000 ~ 60000k r / मिनट तक होती है। ऊपरी ब्लेड से पहुँचाए गए गैस के अणुओं को निचले ब्लेड की कार्रवाई के तहत निचले हिस्से में और संकुचित किया जाएगा, यानी गतिज ऊर्जा को लगातार टकराव के माध्यम से गैस अणुओं में स्थानांतरित किया जाता है, और गैस के अणुओं को संकुचित और निर्वहन चरण द्वारा गतिज ऊर्जा के साथ संपन्न होने के बाद कदम, जैसा कि एफआईजी में दिखाया गया है। 4।

अंजीर। टरबाइन आणविक पंप के 4 काम सिद्धांत

यह ध्यान देने योग्य है कि, फिल्म को तैयार करने की प्रक्रिया में, आणविक पंप को सीधे न चलाएं, क्योंकि कम निर्वात (अधिक वायुमंडलीय अणु) की स्थितियों में आणविक पंप ब्लेड को नुकसान पहुंचाना आसान है, बॉस द्वारा आलोचना की गई थी यदि आणविक पंप फटने से उनकी स्वयं की क्षति लागत प्रभावी नहीं हो सकती है। इसलिए आणविक पंप के संचालन से पहले एक निश्चित डिग्री प्राप्त करने के लिए, यांत्रिक पंप और अन्य पूर्व-चरण पंप को खोलना याद रखना महत्वपूर्ण है।

वैक्यूम माप

वास्तविक समय में बयान कक्ष में वैक्यूम डिग्री (वायु दबाव) को समझने के लिए, फिल्म की तैयारी में एक वैक्यूम गेज (वैक्यूम गेज) की आवश्यकता होती है।

वैक्यूम डिग्री माप के सिद्धांत के अनुसार, इसे निरपेक्ष वैक्यूम मीटर में विभाजित किया जा सकता है (सीधे एक निश्चित स्थान में दबाव मूल्य निर्धारित करें) और सापेक्ष वैक्यूम मीटर (दबाव से संबंधित अन्य भौतिक मात्राओं को मापें, दबाव मान प्राप्त करने के लिए रूपांतरण के बाद। )। क्योंकि वैक्यूम गेज को मापना आसान है, इसका उपयोग अक्सर फिल्म बयान की वैक्यूम डिग्री को मापने के लिए किया जाता है।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, वैक्यूम पंप में वैक्यूम ऑपरेटिंग रेंज की सख्त आवश्यकताएं हैं, इसी तरह, वैक्यूम के विभिन्न डिग्री, मापने के लिए विभिन्न वैक्यूम मीटर का उपयोग करने की आवश्यकता है।

पिरानी वैक्यूम गेज का उपयोग अक्सर कम वैक्यूम माप के लिए किया जाता है, जो थर्मोकपल वैक्यूम गेज का एक बेहतर रूप है। अंजीर। 5 कार्य सिद्धांत का एक योजनाबद्ध आरेख है। ट्यूब में फिलामेंट्स के दो सेट होते हैं। जब फिलामेंट के दो समूहों को सक्रिय और गर्म किया जाता है, तो परिवेश वायु के पतलेपन में अंतर के कारण फिलामेंट पर गर्मी लंपटता की गति भी भिन्न होती है। इसलिए, तापमान में अंतर के कारण फिलामेंट के दो समूहों का प्रतिरोध अलग होगा, और फिलामेंट के माध्यम से बहने वाली धारा भी तदनुसार बदल जाएगी। संदर्भ छोर पर निश्चित हवा के दबाव के कारण, संदर्भ खंड पर फिलामेंट तापमान, प्रतिरोध और वर्तमान अपरिवर्तित रहता है, इसलिए मापी जाने वाली गुहा में वैक्यूम डिग्री तुलना द्वारा प्राप्त की जा सकती है।

अंजीर। पिरानी वैक्यूम गेज के कार्य सिद्धांत के 5 योजनाबद्ध आरेख

उच्च वैक्यूम का माप क्षेत्र आयनीकरण वैक्यूम मीटर को गोद लेता है, जिसे पिरानी और अन्य कम वैक्यूम मीटर के साथ एक साथ उपयोग करने की आवश्यकता होती है। आयनीकरण वैक्यूम गेज मुख्य रूप से तीन इलेक्ट्रोड से बना है: कैथोड (फिलामेंट), एनोड और आयन कलेक्टर। इसका कार्य सिद्धांत चित्रा 6 में दिखाया गया है। गर्म कैथोड से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन ग्रिड में तेजी से टकराते हैं, उनके मार्ग में गैस के अणु और आयनित होते हैं। जब इलेक्ट्रॉनों में तेजी और गिरावट आती है, तो वे अंततः पोल हटाने के द्वारा फंस जाएंगे। इलेक्ट्रॉन प्रत्यावर्तन दोलन की प्रक्रिया में, गैस के अणुओं को लगातार आयनित किया जाएगा, और लूप करंट बनाने के लिए गैस आयन आयन संग्रह ध्रुवों पर उड़ान भरेंगे। निश्चित कैथोड उत्सर्जन वर्तमान और निश्चित गैस प्रकार के मामले में, आयन वर्तमान तीव्रता केवल आयनित गैस के दबाव पर निर्भर करेगी, और बयान कक्ष में निर्वात डिग्री आयन वर्तमान तीव्रता द्वारा परिवर्तित किया जा सकता है।

अंजीर। आयनीकरण वैक्यूम गेज के काम सिद्धांत के 6 योजनाबद्ध आरेख

इस लेख की शुरुआत के माध्यम से, हम मानते हैं कि हमें वैक्यूम की परिभाषा, विभिन्न इकाइयों के रूपांतरण और वैक्यूम के अधिग्रहण और माप की सबसे बुनियादी समझ है।