čeština

Na základě ověření znalosti studenta ve cvičeních odborného základu, v laboratorní výuce a při písemné zkoušce je student po absolvování předmětu schopen :

Interpretovat zákony ideálního plynu: Boyle Mariottův, Gay Lussacův a Daltonův.
Odvodit a interpretovat stavovou rovnici plynů.
Odvodit ze stavové rovnice plynů číselnou hodnotu univerzální plynové konstanty, Avogadrova čísla a Boltzmanovy konstanty.
Odvodit ze stavové rovnice plynů závislost tlaku na koncentraci plynu a teplotě.
Definovat podmínky pro modelování procesů v plynech pomocí kinetické teorie plynů.
Vypočítat počet částic dopadajících ve vakuu na jednotku plochy za jednotku času.
Vypočítat střední volnou dráhu částic v plynu a diskutovat její vliv na průběh vakuových procesů.
Definovat a vysvětlit Maxwel-Boltzmannovo rozložení rychlosti částic v plynu.
Vypočítat střední, efektivní (střední kvadratickou) a pravděpodobnou rychlost částic v plynu.
Popsat objemové a transportní jevy v plynu - difúzi částic, viskozitu plynu a tepelnou vodivost plynu.
Popsat a diskutovat povrchové procesy ve vakuu.
Definovat a vysvětlit základní adsorpční izotermy – Langmuirovu, Henryho a izotermu BET.
Definovat tlak nasycené páry a diskutovat mechanismy spojené s tlakem nasycených par a jejich vliv na chování vakuových aparatur a na technologické procesy ve vakuu.
Definovat odpor a vodivost vakuového potrubí.
Definovat mechanismy proudění plynu vakuovým potrubím - proudění turbulentní, viskózní, molekulární a efúzní.
Vypočítat a změřit vodivost vakuového potrubí pro jednotlivé druhy proudění.
Definovat jmenovitou a efektivní čerpací rychlost vývěvy.
Definovat rovnici kontinuity a interpretovat její význam při čerpání vakuových aparatur.
Popsat procesy a mechanismy, které se uplatňují při čerpání vakuových aparatur.
Popsat a diskutovat ovlivnění čerpacího procesu netěsnostmi a desorpcí.
Vypočítat mezní tlak vakuové aparatury.
Vypočítat potřebnou čerpací rychlost vývěvy s ohledem na uspořádání aparatury.
Vypočítat čas potřebný k vyčerpání na žádaný tlak.
Změřit čerpací rychlost vývěvy metodou konstantního tlaku a metodou konstantního objemu.
Popsat a vysvětlit činnost transportních vývěv - rotační olejové vývěvy, Rootsovy vývěvy, turbomolekulární vývěvy, tryskové-ejektorové a difúzní olejové vývěvy.
Popsat a vysvětlit činnost sorpčních vývěv - titanové sublimační vývěvy, diodové iontové vývěvy a triodové iontové vývěvy, kryogenní vývěvy a kryosorpční vývěvy.
Definovat a vysvětlit metody měření vakua.
Popsat a vysvětlit princip Torricelliho trubice a U-trubice.
Popsat a vysvětlit princip tepelných vakuoměrů – termočlánkového a odporového.
Popsat a vysvětlit princip Penningova ionizačního vakuoměru a triodového ionizačního vakuoměru.
Navrhnout a sestavit jednoduchou vakuovou aparaturu.
Popsat a diskutovat technologické procesy ve vakuu – vakuové sušení, vakuové napařování, katodové naprašování, technologie suchého leptání, termickou depozici z plynné fáze a plazmatickou depozici z plyné faze.

Na laboratorních cvičeních studenti získají následující schopnosti, ověřené bodovým systémem hodnocení:

Ovládat různé druhy vakuových aparatur na úrovni řízení jednotlivých ventilů.
Změřit vodivost vakuového potrubí, čerpací rychlost vývěvy a objemový proud plynu.
Deponovat tenké vrstvy vakuovým napařováním, magnetonovým naprašováním.
a vysokofrekvenčním naprašováním.
Změřit a vyhodnotit tloušťku vrstvy při napařování.
Sestavit jednoduché elektrovakuové přístroje a demonstrova

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Metody vyučování zahrnují vzájemně provázané přednášky, numerická cvičení a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Každý student odevzdává jeden samostatný projekt.

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

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.

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

Laboratorní cvičení. Numerická cvičení.

Boušek J., Kosina P.: Vakuová technika MVAF, FEKT VUT V BRNĚ, elektronické skriptum
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)