वैक्यूम प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांतों

वैक्यूम प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांतों

1643 में, इतालवी भौतिक विज्ञानी टोर्रिकेली ने मानव के लिए "वैक्यूम" की भौतिक स्थिति के अस्तित्व का खुलासा करते हुए प्रसिद्ध वायुमंडलीय दबाव प्रयोग का प्रदर्शन किया। निम्नलिखित शताब्दियों में, विशेष रूप से 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, वैक्यूम प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित हुई और इसका व्यापक रूप से सैन्य और नागरिक क्षेत्रों में उपयोग किया गया। इसी तरह, वैक्यूम तकनीक भी पतली फिल्म की तैयारी का आधार है। लगभग सभी पतली फिल्म सामग्री एक वैक्यूम या कम वायुमंडलीय दबाव में तैयार की जाती हैं। इसलिए, इस अध्याय में, हम संक्षेप में वैक्यूम, वैक्यूम अधिग्रहण और वैक्यूम माप के कुछ बुनियादी ज्ञान का परिचय देंगे।

पहला, निर्वात का मूल ज्ञान

एक, वैक्यूम की एक इकाई

वैक्यूम के साथ मानव संपर्क को मोटे तौर पर दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: एक अंतरिक्ष वैक्यूम का अस्तित्व है, जिसे "प्राकृतिक वैक्यूम" कहा जाता है; अन्य एक वैक्यूम पंप के साथ एक कंटेनर से गैसों को पंप करके प्राप्त वैक्यूम है। इसे "कृत्रिम वैक्यूम" कहा जाता है। किसी भी तरह के एक निर्वात को वैक्यूम कहा जाता है जब किसी दिए गए स्थान में गैस का दबाव एक वातावरण से कम होता है। बिना किसी गैस के अंतरिक्ष की स्थिति को अक्सर एक निरपेक्ष वैक्यूम कहा जाता है। सामान्य अर्थ में, "वैक्यूम" का मतलब "कुछ भी नहीं है" है। वर्तमान में, सबसे उन्नत वैक्यूम तैयारी तकनीकों के साथ संभव सबसे कम दबाव पर भी मात्रा के प्रति घन सेंटीमीटर सैकड़ों अणु हैं। इसलिए, जब हम वैक्यूम के बारे में बात करते हैं, तो हमारा मतलब रिश्तेदार वैक्यूम स्थिति से है। वैक्यूम प्रौद्योगिकी में, मुहावरेदार शब्द "वैक्यूम डिग्री" और भौतिक मात्रा "दबाव" आमतौर पर एक निश्चित स्थान में वैक्यूम की डिग्री को व्यक्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन उनके भौतिक अर्थों को कड़ाई से प्रतिष्ठित किया जाना चाहिए। एक अंतरिक्ष में एक कम दबाव का मतलब उच्च वैक्यूम होता है, जबकि एक उच्च दबाव स्थान का मतलब कम वैक्यूम होता है।

दबाव के सबसे शुरुआती और सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली इकाइयों में से एक, मिलीमीटर पारा (एमएमएचजी), इसकी लंबाई को मापकर वैक्यूम को सीधे मापता है। विशेष रूप से टॉरिकेली वायवीय समय के उपयोग में, दबाव माप के रूप में मिलीमीटर अधिक सहज है। लेकिन 1958 में, टॉरिकेली की याद में, एमएमएचजी के बजाय "टॉर" का उपयोग किया गया था। 1 टॉर मानक राज्य में MMHG के 1 MMHG के प्रति इकाई क्षेत्र का दबाव है, जिसे 1 टॉर = 1 MMHG के रूप में व्यक्त किया जाता है। 1971 में, अंतरराष्ट्रीय मेट्रोलोजी सम्मेलन ने गैस दबाव, 1Pa = 1 N / m2 7.5 10-3torr की अंतर्राष्ट्रीय इकाई के रूप में औपचारिक रूप से "PASCAL" का निर्धारण किया। तालिका 1-1 वर्तमान वैक्यूम प्रौद्योगिकी और उनके रूपांतरण संबंधों में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली दबाव की इकाइयों को दर्शाता है।

कई दबाव इकाइयों के तालिका 1-1 रूपांतरण संबंध

दो। निर्वात क्षेत्रों का विभाजन

वैक्यूम का अध्ययन करने और व्यावहारिक उपयोग के लिए इसे सुविधाजनक बनाने के लिए, वैक्यूम को अक्सर प्रत्येक दबाव सीमा की विभिन्न भौतिक विशेषताओं के अनुसार निम्नलिखित क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है:

रफ वैक्यूम: 1 x 105 ~ 1 x 102 Pa
कम वैक्यूम: 1 x 102 ~ 1 x 10-1pa
उच्च वैक्यूम: 1 x 10-1 ~ 1 x 10-6pa
अल्ट्रा हाई वैक्यूम: <> x 10-6pa

वैक्यूम के विभिन्न क्षेत्रों में गैसों की आणविक गति गुण अलग-अलग हैं। मोटे वैक्यूम के तहत गैसीय स्थान लगभग वायुमंडलीय अवस्था है, और अणु अभी भी मुख्य रूप से थर्मल गति में हैं, और अणुओं के बीच टकराव अक्सर होता है। कम निर्वात चिपचिपे प्रवाह की अवस्था से आणविक अवस्था तक गैस के अणुओं के प्रवाह का संक्रमण है। जब उच्च वैक्यूम पहुंच जाता है, तो गैस अणुओं का प्रवाह आणविक प्रवाह बन गया है, और गैस के अणुओं और पोत की दीवारों के बीच टकराव मुख्य रूप से होता है, और टक्करों की संख्या बहुत कम हो जाती है। अल्ट्रा हाई वैक्यूम में, गैस में कम अणु होते हैं, अणुओं के बीच लगभग कोई टक्कर नहीं होती है, और अणुओं के दीवार से टकराने की संभावना कम होती है।

तीन। ठोस द्वारा गैसों का सोखना और उजाड़ना

वैक्यूम प्रौद्योगिकी में, कई प्रकार की गैसों का सामना करना पड़ता है, और ठोस सतह पर इन गैसों के सोखने और उजाड़ने की घटना बहुत आम है, जो उच्च वैक्यूम प्रौद्योगिकी, विशेष रूप से अल्ट्रा-उच्च वैक्यूम प्रौद्योगिकी के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, ट्यूब में वैक्यूम डिग्री को बेहतर बनाने के लिए, भागों को पहले से कम करने की आवश्यकता होती है। यह प्रक्रिया ठोस धरातल पर गैस के अणुओं की प्रक्रिया है। गैस के desorption के साथ, कंटेनर में एक निश्चित डिग्री वैक्यूम का गठन किया जाएगा। इसके अलावा, वैक्यूम उपकरण में, उच्च वैक्यूम प्राप्त करने के लिए अक्सर सोखना सिद्धांत का उपयोग करके विभिन्न सोखना पंप बनाए जाते हैं। कभी-कभी, निर्वात प्राप्त करने के लिए स्वच्छ सतह पर बड़ी संख्या में गैस अणुओं को सोखने की क्षमता का भी उपयोग किया जाता है।

तथाकथित गैस सोखना ठोस सतह पर कब्जा किए गए गैस अणुओं की घटना है, जिसे भौतिक सोखना और रासायनिक सोखना में विभाजित किया जा सकता है। भौतिक सोखना की कोई चयनात्मकता नहीं है, और कोई भी गैस ठोस सतह पर हो सकती है, जो मुख्य रूप से अणुओं के बीच आपसी आकर्षण के कारण होती है। शारीरिक रूप से सोखने वाली गैस में विघटन आसान होता है, और सोखना केवल कम तापमान पर प्रभावी होता है। दूसरी ओर, रासायनिक सोखना उच्च तापमान पर होता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समान, गैस को वनीकरण करना आसान नहीं है, लेकिन सोखना केवल तब हो सकता है जब गैस की सतह पर परमाणु और ठोस एक दूसरे के संपर्क में आते हैं। गैस का अवशोषण गैस सोखना की रिवर्स प्रक्रिया है। वह प्रक्रिया जिसके द्वारा ठोस सतह पर सोखने वाले गैस के अणुओं को ठोस सतह से छोड़ा जाता है, आमतौर पर गैस डिसोर्शन कहलाता है।

वैक्यूम तकनीक में, ठोस सतह पर गैस के सोखने और उजाड़ने की घटना हमेशा मौजूद रहती है। आम तौर पर, ठोस सतह पर गैस के सोखने और उजाड़ने को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक गैस का दबाव, ठोस का तापमान, ठोस सतह पर सोखने वाले गैस का घनत्व और ठोस के गुणों जैसे सतह की चिकनाई और सफाई के रूप में होता है। । जब ठोस सतह का तापमान अधिक होता है, तो गैस के अणु आसानी से सूने होते हैं। उपरोक्त प्रभावों के अलावा, कुछ वैक्यूम पंपों और आयनीकरण घटना के साथ वैक्यूम मीटर में, विद्युत अवशोषण और रासायनिक मैला ढोने की अलग-अलग डिग्री होती हैं, जो ठोस से गैस के सोखने में भी तेजी लाएगी। उनमें से, विद्युत अवशोषण गैस अणुओं के आयनीकरण के बाद सकारात्मक आयनों के गठन को संदर्भित करता है। सकारात्मक आयनों में तटस्थ गैस अणुओं की तुलना में मजबूत रासायनिक गतिविधि होती है, इसलिए वे अक्सर ठोस अणुओं के साथ भौतिक या रासायनिक सोखना बनाते हैं। रासायनिक निष्कासन तब होता है जब सक्रिय धातु (जैसे बेरियम, टाइटेनियम आदि) गैर-अक्रिय गैस अणुओं के साथ यौगिक बनाने के लिए वैक्यूम-वाष्पीकृत होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रासायनिक सोखना होता है।

खंड दो वैक्यूम अधिग्रहण

वैक्यूम के अधिग्रहण को अक्सर "वैक्यूम पंपिंग" के रूप में संदर्भित किया जाता है, अर्थात, विभिन्न वैक्यूम पंपों का उपयोग गैस कंटेनर से बाहर पंप किया जाएगा, ताकि अंतरिक्ष का दबाव एक वातावरण से कम हो। वर्तमान में, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले वैक्यूम उपकरण में रोटरी मैकेनिकल वैक्यूम पंप, तेल प्रसार पंप, यौगिक आणविक पंप, आणविक चलनी सोखना पंप, टाइटेनियम उच्च बनाने की क्रिया पंप, स्पैनिंग आयन पंप और क्रायोजेनिक पंप शामिल हैं। पहले तीन वैक्यूम पंप गैस ट्रांसफर पंप के होते हैं, अर्थात्, निकास के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए गैस के निरंतर साँस लेना और वैक्यूम पंप से बाहर होते हैं; अंतिम चार वैक्यूम पंप गैस कैप्चर पंप से संबंधित हैं, जो एक प्रकार का गैस सक्शन स्पेस है, जिसे विभिन्न गटर सामग्री के अद्वितीय सक्शन प्रभाव का लाभ उठाकर आवश्यक वैक्यूम डिग्री प्राप्त करने के लिए चूसा जाएगा। क्योंकि ये कैप्चर पंप बिना तेल के एक माध्यम के रूप में काम करते हैं, इसलिए इसे नो ऑयल पंप भी कहा जाता है। तालिका 1-2 कई आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले वैक्यूम पंपों और आमतौर पर उपलब्ध सीमित दबावों के ऑपरेटिंग दबाव पर्वतमाला को सूचीबद्ध करती है। परम दबाव वैक्यूम पंप के प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करने के लिए महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है। यह न्यूनतम दबाव को संदर्भित करता है जब मानक कंटेनर को लोड के रूप में उपयोग किया जाता है और पंप समय की अवधि के लिए निर्दिष्ट परिस्थितियों में सामान्य रूप से काम करता है और वैक्यूम डिग्री अब बदलता नहीं है लेकिन स्थिर हो जाता है। तालिका में बिंदीदार रेखाएं उन क्षेत्रों को दिखाती हैं जो अन्य उपकरणों के साथ संयोजन में उपयोग किए जाने पर वैक्यूम पंप को बढ़ाया जा सकता है।

कई सामान्य वैक्यूम पंपों की तालिका 1-2 ऑपरेटिंग दबाव रेंज

जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, वैक्यूम डिग्री का प्रतिनिधित्व करने वाला दबाव परिमाण के दस से अधिक आदेशों की सीमा में भिन्न होता है। यदि वायुमंडल से हवा को पंप किया जाता है, तो केवल एक वैक्यूम पंप के साथ अल्ट्रा-उच्च वैक्यूम डिग्री प्राप्त करना मुश्किल है, अर्थात कोई भी वैक्यूम पंप वायुमंडलीय दबाव से 10-8pa तक की कार्य सीमा को कवर नहीं कर सकता है। दो या तीन वैक्यूम पंपों को संयुक्त रूप से आवश्यक उच्च वैक्यूम प्राप्त करने के लिए एक समग्र निकास प्रणाली के रूप में संयोजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक तेल निर्वात प्रणाली में, 10-6 ~ 10-8pa का दबाव तेल सील मैकेनिकल पंप (दोनों ध्रुव) और तेल प्रसार पंप के संयोजन उपकरण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। तेल मुक्त प्रणाली में, 10-6 ~ 10-9pa का दबाव सोखना पंप + स्पटरिंग आयन पंप + टाइटेनियम उच्च बनाने की क्रिया पंप डिवाइस द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। कभी-कभी तेल, तेल - मुक्त प्रणाली मिश्रण होगा, जैसे कि मैकेनिकल पंप + यौगिक आणविक पंप डिवाइस का उपयोग अल्ट्रा - उच्च वैक्यूम प्राप्त कर सकता है। यांत्रिक पंप और सोखना पंप एक वायुमंडलीय दबाव से पंपिंग शुरू करने के लिए होते हैं, इसलिए अक्सर "फ्रंट पंप" के रूप में संदर्भित किया जाता है, और वे केवल निम्न दबाव से निम्न दबाव वाले वैक्यूम पंप के रूप में "माध्यमिक पंप" के रूप में जाना जा सकता है। यह खंड यांत्रिक पंप, यौगिक आणविक पंप और क्रायोजेनिक पंप की संरचना और कार्य सिद्धांत पर केंद्रित होगा।

ओ नी! रोटरी फलक यांत्रिक वैक्यूम पंप

मैकेनिकल पंप के रूप में जाना जाता है, एक वैक्यूम पंप प्राप्त करने के लिए यांत्रिक आंदोलन (रोटेशन या स्लाइडिंग) का सामान्य उपयोग। यह एक विशिष्ट वैक्यूम पंप है जो वायुमंडलीय दबाव से शुरू हो सकता है। इसे अकेले या उच्च वैक्यूम पंप या अल्ट्रा हाई वैक्यूम पंप के फ्रंट स्टेज पंप के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। क्योंकि यह पंप सील करने के लिए तेल है, इसलिए यह तेल के प्रकार के वैक्यूम पंप से संबंधित है। इस तरह के मैकेनिकल पंप में आमतौर पर रोटरी वेन टाइप, फिक्स्ड वेन टाइप और स्लाइडिंग वाल्व टाइप (जिसे प्लंजर टाइप भी कहा जाता है) होता है, जिनमें से रोटरी वेन टाइप मैकेनिकल पंप सबसे आम है।

रोटरी वेन वैक्यूम पंप चलती भागों के बीच और यांत्रिक तरीकों से सीलिंग को बनाए रखने के लिए तेल है, ताकि सीलिंग स्पेस की मात्रा समय-समय पर बढ़े, अर्थात् पंपिंग; कम करें, अर्थात्, उस उद्देश्य को प्राप्त करें जो गैस और निकास को लगातार बाहर निकालता है। अंजीर। 1-1 एकल-चरण रोटरी फलक पंप की संरचना आरेख है। पंप बॉडी मुख्य रूप से स्टेटर, रोटर, रोटरी वेन, इनलेट पाइप और एग्जॉस्ट पाइप से बना है। स्टेटर सिरों को सील पंप चेंबर बनाने के लिए सील किया जाता है। पंप कक्ष, एक रोटर से सुसज्जित, दो खुदा हुआ सर्कल के वास्तविक बराबर। रोटर के अक्ष के साथ एक उद्घाटन स्लॉट खोला जाता है, जिसमें रोटर ब्लेड के दो टुकड़े होते हैं। रोटर ब्लेड का मध्य भाग वसंत के साथ जुड़ा हुआ है, और रोटर ब्लेड रोटर को घुमाते समय स्टेटर की भीतरी दीवार के साथ हमेशा स्लाइड करता है।

जैसा कि FIG में दिखाया गया है। 1-1, रोटरी फलक 2 ए और बी भागों में पंप कक्ष को विभाजित करता है। जब रोटरी फलक चित्र में दी गई दिशा में घूमती है, तो चूंकि रोटरी फलक 1 के पीछे का अंतरिक्ष दबाव वायु इनलेट पर दबाव से कम होता है, इसलिए गैस को वायु इनलेट के माध्यम से चूसा जाता है, जैसा कि एफआईजी में दिखाया गया है। 1-2 (ए)। चित्र 1-2 (b) प्रेरणा कटऑफ दर्शाता है। इस बिंदु पर, अधिकतम सेवन के लिए पंप, गैस को संपीड़ित करना शुरू हुआ; जब रोटर 1-2 (सी) में दिखाए गए स्थान पर जाना जारी रखता है, तो रोटर 1 के बाद वायु संपीड़न अंतरिक्ष के दबाव को बढ़ाता है। जब दबाव 1 वायुमंडल से अधिक होता है, तो गैस गैस के निर्वहन के लिए निकास वाल्व को धक्का देती है। आगे बढ़ने के लिए, रोटर को FIG में दिखाए गए स्थान पर लौटा दिया जाता है। 1-1। निकास समाप्त हो गया है और सेवन और निकास का अगला चक्र फिर से शुरू हो गया है। एकल-चरण रोटरी फलक पंप का परम वैक्यूम 1Pa तक पहुंच सकता है, जबकि दो-चरण रोटरी फलक पंप 10-2pa तक पहुंच सकता है।

अंजीर। रोटरी फलक पंप की 1-1 संरचना आरेख

अंजीर। रोटरी फलक पंप के 1-2 योजनाबद्ध आरेख

पंप के काम के परिणामस्वरूप, स्टेटर, रोटर सभी तेल में डूबे हुए, प्रत्येक साँस लेना में, निकास चक्र में कंटेनर में तेल की एक छोटी मात्रा होगी, इसलिए यांत्रिक पंप तेल की आवश्यकताओं को कम संतृप्ति वाष्प दबाव और एक निश्चित होना चाहिए चिकनाई, चिपचिपाहट और उच्च स्थिरता।

दो। यौगिक आणविक पंप

आणविक पंप रोटरी वेन मैकेनिकल वैक्यूम पंप का एक प्रमुख विकास है। मैकेनिकल पंप की तरह, आणविक पंप भी एक गैस हस्तांतरण पंप है, लेकिन यह एक तेल-मुक्त पंप है, इसे फ्रंट पंप डिवाइस के साथ जोड़ा जा सकता है, ताकि अल्ट्रा-उच्च वैक्यूम प्राप्त किया जा सके। वर्तमान में, आणविक पंप को कर्षण पंप (दबाव पंप), टरबाइन आणविक पंप और समग्र आणविक पंप तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। उनमें से, संरचना में कर्षण पंप अधिक सरल, छोटी गति है, लेकिन संपीड़न अनुपात बड़ा है; टर्बो आणविक पंप को "ओपन" ब्लेड प्रकार और ओवरलैपिंग ब्लेड प्रकार में विभाजित किया जा सकता है। पूर्व घूर्णन गति अधिक है, पंपिंग गति भी बड़ी है, बाद की कसौटी विपरीत है। यौगिक आणविक पंप टरबाइन आणविक पंप के उच्च निष्कर्षण क्षमता के लाभों को कर्षण आणविक पंप के बड़े संपीड़न अनुपात के फायदे के साथ जोड़ता है, और अल्ट्रा-उच्च वैक्यूम प्राप्त करने के लिए गैस अणुओं को ले जाने के लिए उच्च गति घूर्णन रोटर का उपयोग करता है। चित्र 1-3 इसकी संरचना आरेख है।

अंजीर। 1-3 आणविक पंप संरचना आरेख

पंप की गति 24,000 RPM है। पहला भाग एक टर्बो आणविक पंप है जिसमें खुले ब्लेड के कई चरण हैं, और दूसरा भाग 460L / s के पंपिंग गति और 150 के एक संपीड़न अनुपात के साथ एक बहु-नाली कर्षण आणविक पंप है जब गति शून्य होती है।

तीन।   C रयूपंप

क्रायोजेनिक पंप एक प्रकार का पंप है जो गैस के अणुओं को 20K से कम तापमान की सतह का उपयोग करके पंपिंग का एहसास कराता है। यह वर्तमान में उच्चतम सीमा वैक्यूम वाला पंप है। यह मुख्य रूप से बड़े वैक्यूम सिस्टम में उपयोग किया जाता है, जैसे कि उच्च-ऊर्जा भौतिकी, अतिचालक सामग्री की तैयारी, एयरोस्पेस स्पेस सिमुलेशन स्टेशन, आदि क्रायोजेनिक पंप को संघनक पंप, क्रायोजेनिक पंप के रूप में भी जाना जाता है। इसके कार्य सिद्धांत के अनुसार, इसे क्रायोजेनिक सोखना पंप, क्रायोजेनिक संघनन पंप, क्रायोजेनिक मशीन क्रायोजेनिक पंप में विभाजित किया जा सकता है। शीतलन के लिए पहले दो पंप सीधे क्रायोजेनिक तरल (तरल नाइट्रोजन, तरल हीलियम, आदि) का उपयोग करते हैं, लागत अधिक होती है, आमतौर पर केवल पंपिंग के सहायक साधन के रूप में; रेफ्रिजरेटर का क्रायोजेनिक पंप एक पंप है जो हवा को निकालने के लिए रेफ्रिजरेटर द्वारा उत्पन्न गहरे निम्न तापमान का उपयोग करता है। इसकी मूल संरचना को 1-4 के आंकड़े में दिखाया गया है। रेफ्रिजरेटर के पहले चरण का कूलिंग हेड 50-77k के तापमान पर एक विकिरण स्क्रीन और एक विकिरण चक्रीय से लैस है, जिसका उपयोग जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों के संघनन और निष्कर्षण के लिए किया जाता है। गहरी ठंडी थाली 10-20k के तापमान के साथ दूसरे स्तर के ठंडे सिर पर स्थापित की जाती है। प्लेट के मोर्चे पर चिकनी धातु की सतह नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसी गैसों को हटा सकती है, जबकि विपरीत तरफ सक्रिय कार्बन हाइड्रोजन, हीलियम और नियॉन जैसी गैसों को अवशोषित कर सकता है। सभी प्रकार की गैसों को हटाने का उद्देश्य दोनों ध्रुवों पर ठंडे सिर के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है, ताकि अल्ट्रा उच्च वैक्यूम राज्य प्राप्त किया जा सके।

एक कैप्चर पंप के रूप में क्रायोजेनिक पंप, हानिकारक या ज्वलनशील और विस्फोटक गैस सहित विभिन्न प्रकार की चीजों को पकड़ने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जिससे यह पम्पिंग के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए, प्रशीतन प्लेट पर संघनन बनाता है। हालांकि, समय की अवधि के बाद, क्रायोजेनिक पंप कम तापमान निकास क्षमता कम हो जाएगी, इसलिए "पुनर्योजी" उपचार होना चाहिए, अर्थात्, कम तापमान संक्षेपण परत को हटाने। पुनर्जनन को निम्नलिखित आवश्यकताओं का पालन करना चाहिए:

(1) एक बार पुनर्जनन प्रक्रिया शुरू हो जाने के बाद, इसे पूरी तरह से साफ कर दिया जाना चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि स्थानीय हीटिंग आंतरिक क्रायोजेनिक एस्पिरेटिंग प्लेट को स्थानांतरित करने के लिए ढाल प्लेट पर संघनित जल वाष्प की एक बड़ी मात्रा का कारण बनेगा, गंभीर रूप से क्रायोजेनिक पंप की पंपिंग क्षमता को नुकसान पहुंचाएगा।
(2) उत्थान के दौरान, संक्षेपण परत को वाष्पशील रूप से वाष्पीकृत किया जाना चाहिए, और सिस्टम में गैस का दबाव स्वीकार्य मूल्य से अधिक नहीं होना चाहिए। अन्यथा, जब हाइड्रोजन को हटा दिया जाता है, तो ऐसी ज्वलनशील और विस्फोटक गैस, एक बार हवा में लीक हो जाती है, तो एक विस्फोट जोखिम होगा।
(3) पुनर्जनन के दौरान, फ्रंट स्टेज पंप से हाइड्रोकार्बन को सक्शन सतह को दूषित करने के लिए क्रायोजेनिक पंप में प्रवेश करने से सख्ती से रोका जाएगा, इसलिए निष्कर्षण समय जितना संभव हो उतना कम होगा।

अंजीर। क्रायोजेनिक पंप संरचना का 1-4 योजनाबद्ध आरेख

धारा तीन वैक्यूम माप

वैक्यूम माप विशिष्ट उपकरणों और उपकरणों के साथ एक विशिष्ट स्थान में वैक्यूम ऊंचाई की माप को संदर्भित करता है। इस उपकरण या उपकरण को वैक्यूम गेज (उपकरण, गेज) कहा जाता है। कई प्रकार के वैक्यूम गेज हैं, जिन्हें मापने के सिद्धांत के अनुसार निरपेक्ष वैक्यूम गेज और सापेक्ष वैक्यूम गेज में विभाजित किया जा सकता है। सभी वैक्यूम गेज जो भौतिक मापदंडों को मापकर सीधे गैस दबाव प्राप्त करते हैं, वे पूर्ण वैक्यूम गेज हैं, जैसे कि यू-टाइप दबाव गेज और संपीड़न-प्रकार वैक्यूम गेज। ऐसे वैक्यूम गेज द्वारा मापा गया भौतिक पैरामीटर गैस संरचना से स्वतंत्र हैं, और माप अपेक्षाकृत सटीक है। दबाव से संबंधित भौतिक मात्रा को मापने और निरपेक्ष वैक्यूम गेज के साथ तुलना करके, दबाव मान प्राप्त करने वाले वैक्यूम गेज को सापेक्ष वैक्यूम गेज, जैसे डिस्चार्ज वैक्यूम गेज, हीट कंडक्शन वैक्यूम गेज, आयनीकरण वैक्यूम गेज, आदि कहा जाता है। जो थोड़ा खराब माप सटीकता की विशेषता है और गैस के प्रकार से संबंधित है। वैक्यूम कैलिब्रेशन को छोड़कर वास्तविक उत्पादन में, अधिकांश रिश्तेदार वैक्यूम गेज का उपयोग करते हैं। यह खंड मुख्य रूप से प्रतिरोध वैक्यूम गेज, थर्मोकपल वैक्यूम गेज और आयनीकरण वैक्यूम गेज के कार्य सिद्धांत और मापने की सीमा का परिचय देता है ।

एक। प्रतिरोध वैक्यूम गेज

प्रतिरोध वैक्यूम गेज एक प्रकार की ऊष्मा चालन वैक्यूम गेज है, इसका उपयोग निर्वात में गर्म तार के तापमान को मापने के लिए किया जाता है, ताकि परोक्ष रूप से निर्वात डिग्री प्राप्त हो सके। सिद्धांत यह है कि कम दबाव में गैस का ऊष्मा प्रवाहकत्त्व दाब से संबंधित होता है, इसलिए तापमान के मापदंडों को कैसे मापें और प्रतिरोध और दबाव के बीच संबंध स्थापित करें यह प्रतिरोध वैक्यूम गेज द्वारा हल की जाने वाली समस्या है।

प्रतिरोध वैक्यूम गेज की संरचना आंकड़ा 1-5 में दिखाया गया है। विनियमन में हीटिंग फिलामेंट एक टंगस्टन या प्लेटिनम तार है जिसमें प्रतिरोध का उच्च तापमान गुणांक होता है। जब कम दबाव और उच्च शक्ति के तहत गर्म किया जाता है, तो रेशा द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को निम्न के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

Q = Q1 + Q2

जहां Q1 फिलामेंट विकिरण की गर्मी है, जो फिलामेंट तापमान से संबंधित है; क्यू 2 गैस के अणुओं द्वारा गैस के दबाव के आधार पर टकराने से निकलने वाली ऊष्मा है। जब गर्म तार का तापमान स्थिर होता है, तो Q1 स्थिर होता है, अर्थात गर्म तार विकिरण का ताप नहीं बदलता है। तार हीटिंग स्थितियों की एक निरंतर वर्तमान में, जब वैक्यूम सिस्टम का दबाव कम हो जाता है, तो अंतरिक्ष में गैस के अणुओं की संख्या कम हो जाती है, Q2 कम हो जाती है, इस समय फिलामेंट द्वारा उत्पन्न गर्मी अपेक्षाकृत बढ़ जाएगी , फिलामेंट तापमान में वृद्धि, फिलामेंट प्रतिरोध बढ़ेगा, वैक्यूम चैंबर में दबाव और फिलामेंट प्रतिरोध P के बीच ऐसे संबंध का अस्तित्व -> R लिखता है, इसलिए फिलामेंट का विद्युत प्रतिरोध अप्रत्यक्ष रूप से निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है दबाव।

अंजीर। 1-5 प्रतिरोध वैक्यूम गेज

प्रतिरोध वैक्यूम गेज 105 ~ 10-2pa की सीमा में एक वैक्यूम को मापता है। जैसा कि यह एक सापेक्ष वैक्यूम गेज है, मापा दबाव काफी हद तक गैस के प्रकार पर निर्भर है, और इसके अंशांकन वक्र सभी सूखी नाइट्रोजन या हवा के लिए हैं। इसलिए, यदि मापी गई गैस संरचना में बहुत परिवर्तन होता है, तो माप के परिणामों को कुछ हद तक संशोधित किया जाना चाहिए। इसके अलावा, एक प्रतिरोध वैक्यूम गेज को लंबे समय तक उपयोग किए जाने के बाद, ऑक्सीकरण के कारण गर्म तार शून्य हो जाएगा। इसलिए, लंबे समय तक वातावरण के संपर्क से बचने या उच्च दबाव और शक्ति के तहत काम करने के लिए आवश्यक है, और शून्य स्थिति को जांचने के लिए वर्तमान को समायोजित करने के लिए अक्सर आवश्यक होता है।

दो। थर्मोकपल वैक्यूम गेज

चित्रा 1-6 थर्मोकपल वैक्यूम गेज की संरचना आरेख है। थर्मोकपल वैक्यूम गेज मुख्य रूप से गर्म तार के तापमान को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले ताप रेशा C और D (प्लेटिनम वायर) और थर्मोकपल A और B (प्लैटिनम-रोडियम या स्थिर-तांबा-निकल-क्रोमियम) से बना होता है। थर्मोकपल गर्म छोर पर गर्म तार से जुड़ा होता है और शीत अंत में उपकरण में मिलिवोलमीटर। थर्मोकपल इलेक्ट्रोमोटिव बल को मिलीवोलमीटर से मापा जा सकता है। माप के दौरान, थर्मोकपल गेज परीक्षण के तहत वैक्यूम सिस्टम से जुड़ा हुआ है, और गर्म तार एक निरंतर वर्तमान के साथ जुड़ा हुआ है। प्रतिरोध वैक्यूम गेज से अलग, इस समय, फिलामेंट द्वारा उत्पन्न गर्मी क्यू का हिस्सा फिलामेंट और थर्मोकपल के बीच चालन में फैल जाएगा। जब गैस का दबाव कम हो जाता है, तो गर्म तार के तापमान के साथ थर्मोकपल के जंक्शन पर तापमान बढ़ जाता है।

चित्रा 1-6 थर्मोकपल वैक्यूम गेज

विभिन्न गैसों के लिए थर्मोकपल वैक्यूम गेज के माप परिणाम अलग-अलग हैं, जो विभिन्न गैस अणुओं की विभिन्न तापीय चालकता के कारण है। इसलिए, विभिन्न गैसों को मापते समय, कुछ सुधार किए जाने चाहिए। तालिका 1-3 कुछ गैसों या वाष्प के लिए सुधार गुणांक दिखाती है।

आम गैसों और वाष्प के लिए तालिका 1-3 सुधार गुणांक

थर्मोकपल गेज़ माप सीमा में लगभग 102 ~ 10-1 पा है, दबाव को मापने की अनुमति बहुत कम नहीं है, इसका कारण यह है कि जब दबाव कम होता है, गैस अणु गर्मी प्रवाहकत्त्व बहुत कम बचते हैं, लेकिन गर्म तार से, थर्मोकपल तार ऊष्मा चालन और ऊष्मीय विकिरण के कारण ऊष्मा की हानि को प्राथमिकता दी जाती है, थर्मोकपल इलेक्ट्रोमोटिव बल का परिवर्तन दबाव के परिवर्तन के कारण नहीं होगा।

थर्मोकपल वैक्यूम गेज में थर्मल जड़ता होती है। जब दबाव में बदलाव होता है, तो गर्म तार के तापमान में बदलाव आमतौर पर कुछ समय के लिए होता है, इसलिए डेटा को पढ़ना भी कुछ समय के लिए पिछड़ जाना चाहिए। इसके अलावा, प्रतिरोध वैक्यूम गेज की तरह, थर्मोकपल मीटर का हीटिंग रेशा भी टंगस्टन तार या प्लैटिनम तार है, जो लंबे समय तक उपयोग किए जाने पर ऑक्सीकरण के कारण बह जाएगा। इसलिए, हीटिंग चालू को अक्सर समायोजित किया जाना चाहिए और हीटिंग वर्तमान मूल्य को पुन: अमान्य किया जाना चाहिए।

तीन, आयनीकरण वैक्यूम गेज

आयनिकरण वैक्यूम गेज एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला वैक्यूम गेज है, जो गैस अणुओं के आयनीकरण के सिद्धांत पर आधारित है। गैस आयनीकरण के विभिन्न स्रोतों के अनुसार, इसे गर्म कैथोड आयनीकरण वैक्यूम गेज और कोल्ड कैथोड आयनीकरण वैक्यूम गेज में विभाजित किया जा सकता है। चित्रा 1-7 सामान्य आयनीकरण गेज की नियामक संरचना को दर्शाता है, जो मुख्य रूप से तीन इलेक्ट्रोड से बना है: फिलामेंट उत्सर्जक इलेक्ट्रॉनों को एमिटर ए, गेट (जिसे त्वरक के रूप में भी जाना जाता है) बी जो तेजी से और इलेक्ट्रॉनिक रूप से इकट्ठा करता है, और बेलनाकार आयन संग्राहक C। कहीं भी उत्सर्जक शून्य क्षमता से जुड़ा होता है, त्वरित इलेक्ट्रोड सकारात्मक क्षमता (कई सौ वोल्ट) से जुड़ा होता है, और एकत्रित इलेक्ट्रोड नकारात्मक क्षमता (कई दसियों वोल्ट) से जुड़ा होता है। बी और सी के बीच एक प्रतिकारक क्षेत्र है। आयनीकरण गेज का कार्य सिद्धांत गर्म कैथोड उत्सर्जन इलेक्ट्रॉन है, त्वरण ध्रुव के बाद, अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक कलेक्टर के लिए उड़ान भरी, बी और सी के बीच क्षेत्र को खारिज कर दिया, इलेक्ट्रॉनिक आंदोलन की गति कम हो जाती है, जब गति शून्य से कम हो जाती है , बी को उड़ने के लिए इलेक्ट्रॉनों, बी - सी अंतरिक्ष में इलेक्ट्रॉनिक फ्लाई में, क्षेत्र प्रभाव को भी खारिज कर दिया गया है, गति शून्य से कम हो जाती है, इलेक्ट्रॉनिक चेहरे पिछड़े मक्खी से सी तक, बी - सी में इलेक्ट्रॉनों की पुनरावृत्ति गति। अंतरिक्ष, लगातार गैस अणुओं से टकराता है, आयनीकरण ऊर्जा द्वारा उत्पादित गैस अणु बनाते हैं, इलेक्ट्रॉन अंततः संग्रह में तेजी लाते हैं, और आयनों आयन प्रवाह संग्रह द्वारा सकारात्मक आयनों को अत्यधिक स्वीकृत और I + बनाने के लिए, एक निश्चित विनियमन के लिए, जब प्रत्येक इलेक्ट्रोड की क्षमता स्थिर है, I + का उत्सर्जन इलेक्ट्रॉन प्रवाह I और गैस के दबाव के साथ निम्न रैखिक संबंध है

मैं + = kIeP

जहाँ, k आनुपातिकता स्थिरांक है, जिसका अर्थ है इकाई इलेक्ट्रॉनिक वर्तमान और इकाई दबाव में प्राप्त आयनों का वर्तमान मान, इकाई 1 / Pa है, जिसे प्रयोगों के माध्यम से निर्धारित किया जा सकता है। विभिन्न गैसों के लिए, k का आकार अलग होता है, और इसकी अस्तित्व सीमा 4 और 40 के बीच होती है। जब उत्सर्जन प्रवाह स्थिर होता है, तो आयन प्रवाह केवल गैस के दबाव के आनुपातिक होता है, इसलिए वैक्यूम में गैस का दबाव आयन प्रवाह के आकार के अनुसार कक्ष निर्धारित किया जा सकता है।

अंजीर। 1-7 आयनीकरण वैक्यूम गेज

आम हॉट-कैथोड वैक्यूम गेज की माप सीमा 1.33 10-1 - 1.33 10-5pa है, और आयनिक प्रवाह I + और गैस के दबाव के बीच रैखिक संबंध कोई फर्क नहीं पड़ता कि माप सीमा अधिक या कम है। जब दबाव अधिक होता है, तो बहुत बार इलेक्ट्रॉन और आणविक के बीच टकराव का खतरा बढ़ जाता है, क्योंकि गैस के आयनीकरण क्षमता (कुछ वोल्ट) की तुलना में तेजी के कारण बहुत अधिक होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन द्वारा उत्पादित गैस आयनीकरण आयनीकरण के लिए पर्याप्त है, इसलिए , इलेक्ट्रॉन प्रवाह के आयनीकरण गेज में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई है, एक ही समय में उच्च गैस घनत्व के कारण, इलेक्ट्रॉन मुक्त पथ कम है, कम-ऊर्जा टक्करों के अधिकांश टक्कर, आयनीकरण का कारण नहीं बन सकता है, कई कारक उच्च की ओर ले जाते हैं दबाव आयन प्रवाह और अब दबाव के बीच रैखिक संबंध नहीं रखते हैं; जब दबाव कम होता है (1.33 X 10-1 पा से कम), तो एक्सीलरोमीटर के लिए इलेक्ट्रॉनों की उच्च गति से नरम एक्स-रे, नरम एक्स-रे और फिर आयन कलेक्टर की ओर बढ़ेगा, सी फोटोप्रोटक्शन कलेक्टर का कारण बन सकता है, उत्सर्जन इलेक्ट्रॉनों, ताकि मूल आयन प्रवाह सुपरपोज़िशन का वर्तमान के माप सर्किट में दबाव के साथ कोई लेना-देना नहीं है, आयन वर्तमान (I) + और गैस के दबाव के बीच रैखिक संबंध खो देते हैं, आयनीकरण गेज नहीं कर पाएगा निर्वात चैम्बर में दबाव को मापने के लिए।

आयनीकरण वैक्यूम गेज गैस की कुल दबाव को मापने के लिए जल्दी और लगातार माप सकता है, और नियामक आकार में छोटा है और कनेक्ट करने में आसान है। हालांकि, नियामक का उत्सर्जक टंगस्टन तार से बना है। जब दबाव 10-1pa से अधिक होता है, तो नियामक जीवन बहुत कम हो जाएगा या यहां तक कि जल जाएगा। जब वैक्यूम सिस्टम वायुमंडल के संपर्क में होता है, तो गेज के ग्लास शेल की आंतरिक सतह और इलेक्ट्रोड गैसों को अवशोषित करेंगे, जो वैक्यूम माप की सटीकता को प्रभावित करेगा। इसलिए, जब वैक्यूम सिस्टम लंबे समय तक वायुमंडल के संपर्क में रहता है या समय की अवधि के लिए उपयोग किया जाता है, तो गेज की degassing प्रक्रिया को नियमित रूप से किया जाना चाहिए।

IKS PVD, चीन से वैक्यूम कोटिंग मशीन का निर्माण, संपर्क: iks.pvd@foxmail.com