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真空镀膜设备检修三要素

发布日期:2016-10-24 00:00 来源:http://www.gilitek.cn 点击:

       一切尖端科技发展几乎都离不开真空技术,如原子能制造、宇宙空间技术、微电子技术、纳米技术、真空冶金等......涉及化学工业、医药工业、制盐、食品、制冷工业等等各个领域、应用面极为广泛。 

真空镀膜设备检修三要素

  一个真空设备,经过相当长时间的抽气之后仍然达不到预期的真空度,可能是由于以下三个主要原因引起的,真空测量、真空获得和真空检漏。 


  真空测量是真空设备眼睛,测量仪表使用好坏直接反映设备真空运行状态。镀膜设备真空获得是真空设备基础,真空获得设备性能好坏直接影响真空设备极限真空度。真空检漏是保证真空设备正常运行好坏重要手段,换句话说:真空检漏是真空获得的保证。 


  以上三种因素中任何一个要素出问题时,真空设备真空获得和维持都变得十分困难。要解决这个矛盾,首先判断出起主导作用的是什么因素,找到问题的所在,从而采取相应的措施加以解决。 


下面浅谈一下真空设备检修三要素的方案: 


2 真空测量 


    真空测量是指用特定的仪器、对某一真空设备空间内真空度高低的量度。因此真空测量仪表好坏直接影响设备正常运行。真空计的种类很多,大体上可分绝对真空计和相对真空计两大类。凡通过测定物理参数直接计出气体压强的真空计称为绝对真空计。通过测量与压强有关物理量,并进行计算得到压强值的真空计称为相对真空计。绝对真空计精度较高,一般作为标准用,在实际生产中,大都使用相对真空计。 


    在实际工作中,如何根据真空设备的要求选用合适的真空计,镀膜设备按以下几个原则选用: 


(1)所用真空计的测量范围应比被测压力范围宽1—2数量级。 

(2)对真空计精确度,重复性、可靠性的要求应满足工艺要求。 

(3)应注意真空计是否与被测气体种类有关。 

(4)应注意真空计是否有切换功能,读数反应迅速与否。 

(5)应注意真空规管安装位置和环境的要求。 

(6)真空计价格是否适宜以及该计是否易于维护等。 


3 真空获得 

     真空泵就是真空获得设备是用来产生和维持真空的装置。镀膜机利用真空泵把一特定容器的气体抽走,使该容器中的压强低于一个大气压,这就是真空获得。 


  目前真空获得所涉及的压强范围已有十几个数量极。由于稀薄气体分子在不同压强范围内气体分子运动特性不同,所以较宽量程压力范围内不可能用一种真空泵来获得。 


  由于不同类型真空泵的工作原理不同,而各有其特点和工作范围。比如有些泵可直接从大气开始工作,有些泵则必须借助前级泵才能工作 


下面列举常用真空泵的应用特点: 


(1)旋片真空泵:又称机械真空泵属于低真空泵类。它具有从大气直接排气的特性,既可以单独使用,也可作为高真空泵或超高真空泵的前级泵。 


 旋片泵的工作原理:是基于变容作用,用油来保持运动部件之间密封,靠机械的方法来密封的容积,容积周期性增大、缩小,从而达到排气的目的。所以旋片泵极限真空度下降,噪声大,卡死等现象,与油的质量和机械转动有关。 


(2)油扩散泵:油扩散泵是目前生产中最常用的高真空泵,被广泛用于真空电子器件的排气车、真空冶炼、真空热处理、真空镀膜与真空焊接等设备中。它的主要特点是在高真空下。对各种气体都有很高的抽速,使用维护都很方便,无机械运动,不易损坏,但不足之处不能单独使用,必须有前级泵方可工作。 


 油扩散泵是一种蒸气流泵,其工作原理利用蒸流的作用来将低密度气体压缩为较高密度使其达到机械泵能够作用气体压强范围被抽走。由于油分子量是空气分子量15~20倍,油分子能比空气大一个数量级,泵油在加热情况形成每秒200m 定向运动的蒸气流是油扩散泵关键。

由此看来,若要扩散泵正常工作: 

a.扩散泵在加热时必须有足够大的蒸气压,而在冷却后要有足够低的蒸气压。 

b.一定要有前级泵才能工作,因只有油蒸气流密度远大于空气密度时才能形成高速气流。 

c.要有足够的加热功率,使油锅内油迅速蒸发,通过喷嘴形成定向射流。 

d.要有足够的冷却能力,使油蒸气碰到泵壁时能很快地冷凝为液体返回油锅,否则冷却不够产生反扩散,降低真空度。 


(3)分子泵:涡轮分子泵是靠高速转子携代气体分子获得超高真空的一种机械式真空泵,工作压力范围为10-1~10-8pa,它具有抽速较大,抽速范围很宽的特点,分子泵适用于要求清洁的高真空和超高真空的设备上使用,但它不能直接对大气排气,需要配置前级泵、由于分子泵属于分子动能泵在大气压下启动分子泵、分子密度过大、泵工作要发热损坏。 


4 真空检漏 

    真空检漏是真空获得保证,它是检测真空系统的漏气部位及其大小的过程。漏气是影响真空获得和真空维持的主要因素之一。 


    由于漏孔存在会抵消真空泵部分抽气作用,延长抽气时间,降低真空设备的极限真空。即使在动态情况下能够达到较高真空度,待与真空抽气系统连接阀门关闭,静态内部压力会迅速上升,严重影响器件的工作特性及寿命。 

    真空系统漏气是绝对的,不漏气是相对的,对于动态真空系统,只要其平衡压力能够达到所要求的真空度,这时即使存在着漏孔,也可以为该系统的漏率是容许的,动态真空系统的最大容许漏率Q一应满足公式(1)  Q max≤ 1/1O PS 

式中 P---系统工作压力 

       S---系统的有效抽速 

     对于静态真空系统,要求在一定时间内,其压力维持在容许的压力以,这时即使存在着漏孔,同样可以认为该系统的漏率是容许的,静态真空系统最大容许漏率Q max应满足公式Q max≤ (Pt---P)V/t (2) 

式中P---系统工作压力 

      Pt—系统极限压力 

      V--- 系统容积 

       t--时间 

     检漏方法的分类检漏的方法很多,但各有特点和使用范围,究竟选用哪种方法比较合适,要根据具体 

情况而定,作为比较理想的检漏方法应该满足下述几方面的要求: 


(1)检漏灵敏度高,满足少于被检漏率二个数量级以上。 

(2)反应时间短,则找出一个漏孔的时间就短。 

(3)能定位,定量测得漏率大小。 

(4)能无损、无污染的检漏。 

(5)检漏范围广,从大漏到小漏都能检。 

(6)检漏仪器应结构简单,操作维修方便。 

    然而上述要求也是有矛盾的,要求一种方法同时满足上述要求也是不可能的。一般灵敏度高检漏仪结构比较复杂,使用和维修都比较困难。价格也相当贵。所以只能针对不同检漏对象来选择合适的方法。以解决主要矛盾为原则。 


5 结束语 

    现在真空设备的应用领域愈来愈广,如何处理各种复杂问题,多年来真空技术专家一直在思考,努力做这方面的工作。


    真空设备出现故障,我们的经验是不要急于下结论,不要急于拆卸调设备、应认真分析故障现象,先用真空仪表大概判断出设备状态。然后对真空泵单独测试和整个真空机组进行检测,在确保真空获得无问题情况下。进行真空检漏,检漏根据问题论述原则,选检漏仪与检漏方式。先进行静态升压试验,判断漏气和放气。然后进行分段与整体检漏,找出漏点,并确定其漏率大小。


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