Detail předmětu

Vakuová technika

FEKT-MVAFAk. rok: 2011/2012

Plyn, pára tlak. Kinetická teorie plynů. Objemové a transportní jevy, difuze, viskozita plynu. Proudění plynu vakuovým potrubím. Povrchové procesy, adsospce, desorpce.
Teorie činnosti vývěv. Transportní vývěvy. Sorpční vývěvy.
Měření vakua, tepelné vakouměry, ionizační vakouměry. Zásady konstrukce vakuových aparatur. Technologické procesy ve vakuu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav mikroelektroniky (UMEL)

Výsledky učení předmětu

Orientace v moderních vakuových procesech.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Laboratorní cvičení - 30 bodů; minimum 20 bodů.
Závěrečná zkouška - 70 bodů; minimum 35 bodů.

Osnovy výuky

Plyn , pára , tlak a jednotky tlaku a přepočty
Zákony ideálního plynu z. Boyle Mariottův , Gay Lussacův, stavová rovnice plynů , Avogadrovo číslo , zákon Daltonův, další důležité konstanty.
Základy kinetické teorie plynů, částicový déšť , závislost tlaku na koncentraci a teplotě , střední volná dráha mol. plynu, Maxwel-Boltzmannovo rozložení rychlosti.
Objemové a transportní jevy difuze, viskozita plynu, tepelná vodivost plynu.
Proudění plynu vakuovým potrubím Ohmův zákon upravený pro vak. tech, objemový a hmotnostní proud plynu, odpor a vodivost potrubí, řazení potrubí, druhy proudění turbulentbní, viskózní, molekulární, efúzní.
Mezní tlaky a čerpací rychlosti vývěv čerpací rychlost a její měření, časy potřebné k vyčerpání na žádaný tlak, minimální tlaky, vliv netěsnosti.
Povrchové procesy adsospce , desorpce, monomolekulární a multimolekulární vrstvy, základní adsorpční isotermy, tlaky nasycených par.
Teorie činnosti vývěv, rozdělení vývěv. Procesy při čerpání,
Transportní vývěvy. Rotační vývěvy, Rotační olejová vývěva, Rootsova vývěva, turbomolekulárn vývěva. Tryskové-ejektorové a difúzní vývěvy.
Sorpční vývěvy, titanová sublimační a titanová výbojová vývěva, diodová a triodová iontová vývěva. Kryogenní a kryosorpční vývěvy, zeolitové vývěvy.
Měření vakua (absolutní a relativní), Torricelliho trubice, U-trubice. Vakuoměry tepelné - termočlánkový a odporový.
Ionizační vakuoměry. Výbojové vakuoměry se studenou katodou, Penningův vakuoměr, alfatron. Triodový ionizační vakuoměr, konstrukční provedení podle typu (Helmer-Hayward,Alpert-Bayard).
Zásady konstrukce vakuových aparatur. Technologické procesy ve vakuu.

Učební cíle

Získání znalostí potřebných pro porozumění moderním a perspektivním vakuovým výrobně technologickým procesům v elektronice, elektrotechnice, a ve strojírenství.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní cvičení. Numerická cvičení.

Základní literatura

Fikes L. :Fyzika nízkých tlaků ,SNTL, Praha 1991 (CS)
Grozskowski J. :Technika vysokého vakua ,SNTL, Praha 1981 (CS)
Pátý L. : Vakuová technika ,ČVUT, Praha 1990 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-EVM , 2 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový
    obor M-MEL , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.

Osnova

Plyn , pára , tlak a jednotky tlaku a přepočty
Zákony ideálního plynu z. Boyle Mariottův , Gay Lussacův, stavová rovnice plynů , Avogadrovo číslo , zákon Daltonův, další důležité konstanty.
Základy kinetické teorie plynů, částicový déšť , závislost tlaku na koncentraci a teplotě , střední volná dráha mol. plynu, Maxwel-Boltzmannovo rozložení rychlosti.
Objemové a transportní jevy difuze, viskozita plynu, tepelná vodivost plynu.
Proudění plynu vakuovým potrubím Ohmův zákon upravený pro vak. tech, objemový a hmotnostní proud plynu, odpor a vodivost potrubí, řazení potrubí, druhy proudění turbulentbní, viskózní, molekulární, efúzní.
Mezní tlaky a čerpací rychlosti vývěv čerpací rychlost a její měření, časy potřebné k vyčerpání na žádaný tlak, minimální tlaky, vliv netěsnosti.
Povrchové procesy adsospce , desorpce, monomolekulární a multimolekulární vrstvy, základní adsorpční isotermy, tlaky nasycených par.
Teorie činnosti vývěv, rozdělení vývěv. Procesy při čerpání,
Transportní vývěvy. Rotační vývěvy, Rotační olejová vývěva, Rootsova vývěva, turbomolekulárn vývěva. Tryskové-ejektorové a difúzní vývěvy.
Sorpční vývěvy, titanová sublimační a titanová výbojová vývěva, diodová a triodová iontová vývěva. Kryogenní a kryosorpční vývěvy, zeolitové vývěvy.
Měření vakua (absolutní a relativní), Torricelliho trubice, U-trubice. Vakuoměry tepelné - termočlánkový a odporový.
Ionizační vakuoměry. Výbojové vakuoměry se studenou katodou, Penningův vakuoměr, alfatron. Triodový ionizační vakuoměr, konstrukční provedení podle typu (Helmer-Hayward,Alpert-Bayard).
Zásady konstrukce vakuových aparatur. Technologické procesy ve vakuu.

Cvičení odborného základu

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.

Osnova

Plyn , pára , tlak a jednotky tlaku a přepočty Zákony ideálního plynu. Základy kinetické teorie plynů ,závislost tlaku na koncentraci a teplotě.
Tepelná rychlost molekul plynu, Maxwel-Boltzmannovo rozložení rychlosti. Střední volná dráha mol. plynu. Objemové a transportní jevy difuze , viskozita plynu, tepelná vodivost plynu.
Proudění plynu vakuovým potrubím Ohmův zákon upravený pro vak. tech, objemový a hmotnostní proud plynu. Vodivost potrubí pro plyn, řazení potrubí, druhy proudění turbulentbní, viskózní, molekulární, efúzní.
Mezní tlaky a čerpací rychlosti vývěv čerpací rychlost a její měření, časy potřebné k vyčerpání na žádaný tlak, minimální tlaky, vliv netěsnosti.
Povrchové procesy adsospce , desorpce, monomolekulární a multimolekulární vrstvy, základní adsorpční isotermy, tlaky nasycených par.
Zásady konstrukce vakuových aparatur.

Laboratorní cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.
doc. Ing. Josef Šandera, Ph.D.

Osnova

Úvodní cvičení, seznámení s laboratoří.Bezpečnost práce ve vakuové technice.
Seznámení s čerpacími aparaturami v laboratoři.
Měření čerpací rychlosti vývěv.
Cejchování termočlánkového vakuoměru.
Měření vodivosti trubic.
Měření průtoku plynu, cejchování průtokoměru
Hledání netěsností